(57)【要約】【課題】無線リソースが割り当てられたにもかかわらず、割り当てられた無線リソースを使用できないことを抑制する車両用通信システムを提供する。【解決手段】車両５で用いられる車両用通信装置と、無線リソースの管理を行う管理サーバ４とを備えた車両用通信システム１であって、車両用通信装置は、時刻別の場所および無線リソースの割り当てを要求するリソース割り当て要求を管理サーバ４へ送信し、管理サーバ４は、リソース割り当て要求に即して、時刻別の場所および無線リソースを割り当てることができる場合、リソース割り当て要求を送信した車両用通信装置に、リソース割り当て要求が要求した時刻別の場所および無線リソースを割り当て、割り当て結果を、リソース割り当て要求を送信した車両用通信装置へ送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（５、５Ａ、５Ｂ）で用いられる車両用通信装置（２１、１２１）と、
無線リソースの管理を行う管理装置（４、４Ａ、４Ｃ）とを備えた車両用通信システムであって、
時刻別の場所および前記無線リソースの割り当てを要求するリソース割り当て要求を前記管理装置へ送信する要求送信部を備え、
前記車両用通信装置は、前記車両の外部へ信号を無線送信する車両側送信部（２１３）と、前記車両の外部から無線送信される信号を受信する車両側受信部（２１４）と、前記車両側送信部および前記車両側受信部を制御する車両側通信制御部（２１２）とを備え、
前記管理装置は、
前記リソース割り当て要求を受信する管理装置側受信部（４４）と、
前記管理装置側受信部が受信した前記リソース割り当て要求に応じて、前記リソース割り当て要求を送信した前記車両用通信装置に、前記時刻別の場所および前記無線リソースを割り当てる割り当て部（４２）と、
前記割り当て部の割り当て結果を、前記リソース割り当て要求を送信した前記車両用通信装置へ送信する管理装置側送信部（４３）とを備え、
前記車両側受信部は、前記割り当て結果を受信し、
前記車両側通信制御部は、前記車両側受信部が受信した前記割り当て結果に基づいて、前記車両側送信部と前記車両側受信部を制御する車両用通信システム。
【請求項２】
前記車両用通信装置と無線通信を行う基地局（３）を備え、
前記リソース割り当て要求は、前記車両用通信装置が前記基地局と通信を行うための、前記時刻別の場所および前記無線リソースの割り当てを要求する情報である、請求項１に記載の車両用通信システム。
【請求項３】
前記リソース割り当て要求は、前記無線リソースの割り当てを要求する区間、前記区間内の各位置を走行する予定時刻、必要な通信速度を示す情報を含み、時刻別の場所および前記無線リソースの割り当てを要求するものであり、
前記割り当て部は、前記管理装置側受信部が受信した前記リソース割り当て要求が要求している前記時刻別の場所および前記無線リソースを割り当てることができる場合、前記リソース割り当て要求を送信した前記車両用通信装置に、前記リソース割り当て要求が要求している前記時刻別の場所および前記無線リソースを割り当てる、請求項２に記載の車両用通信システム。
【請求項４】
前記割り当て部は、時刻別の場所リソースを割り当てる場所リソース割り当て部（９Ａ）と、時刻別の前記無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部（８Ａ）とを備えており、
前記場所リソース割り当て部は、前記場所リソースを割り当てた後、場所別の通信効率に関する情報を表す無線リソースマップ（１１）と、各場所において前記車両用通信装置が必要とする必要通信速度とに基づいて、時刻別の必要リソース量を決定し、時刻別の前記必要リソース量を前記無線リソース割り当て部に送信し、
前記無線リソース割り当て部は、時刻別の前記必要リソース量に基づいて、時刻別かつ前記基地局別の前記無線リソースを前記車両用通信装置に割り当てる、請求項２に記載の車両用通信システム。
【請求項５】
前記無線リソースマップが前記基地局別になっており、
前記場所リソース割り当て部は、前記基地局別に前記必要リソース量を決定する、請求項４に記載の車両用通信システム。
【請求項６】
前記割り当て部は、時刻別の場所リソースを割り当てる場所リソース割り当て部（９Ａ）と、時刻別の前記無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部（８Ａ）とを備えており、
前記場所リソース割り当て部は、前記場所リソースの割り当て結果を示す走行計画と、各場所において前記車両用通信装置が必要とする必要通信速度とを前記無線リソース割り当て部に送信し、
前記無線リソース割り当て部は、場所別の通信効率に関する情報を表す無線リソースマップ（１１）と、各場所において前記車両用通信装置が必要とする必要通信速度とに基づいて時刻別かつ場所別の必要リソース量を決定し、時刻別かつ場所別の前記必要リソース量に基づいて、時刻別かつ前記基地局別の前記無線リソースを前記車両用通信装置に割り当てる、請求項２に記載の車両用通信システム。
【請求項７】
前記場所リソース割り当て部は、前記場所リソースを割り当てた後、時刻別の場所リソースに基づいて各時刻における場所の変動範囲を推定し、各時刻における場所が前記変動範囲内で変動した場合に必要となる最大のリソース量以上を、時刻別かつ場所別の前記必要リソース量とする、請求項４に記載の車両用通信システム。
【請求項８】
前記基地局を複数備え、複数の前記基地局は、複数のネットワークのいずれかに属しており、かつ、異なる前記ネットワークに属している複数の前記基地局の通信範囲である複数の基地局エリアは相互に一部重なっており、
前記場所リソース割り当て部は、異なる前記ネットワークに属している複数の前記基地局エリアが重なっている重複領域については、複数の前記ネットワークを使用する条件が成立した場合、複数の前記ネットワークに属する複数の前記基地局に対して要求するリソース量の合計が、前記無線リソースマップと前記必要通信速度とに基づいて定まるリソース量以上になるように、各基地局に対して要求する前記必要リソース量を決定する請求項４に記載の車両用通信システム。
【請求項９】
前記割り当て部は、前記リソース割り当て要求が示している時刻および場所において必要なリソース量と、割り当て済みのリソース量とを合計したリソース量が、前記基地局に割り当てられているリソース総量に１以上の係数を乗じた最大許容リソース量以下となる場合に、前記リソース割り当て要求が要求している必要なリソース量を、前記リソース割り当て要求を送信した前記車両用通信装置に割り当てることができると判断する、請求項２に記載の車両用通信システム。
【請求項１０】
前記割り当て部は、前記係数を、時刻および場所の少なくとも一方に基づいて変更する請求項９に記載の車両用通信システム。
【請求項１１】
前記割り当て部は、事故発生頻度が高い予め設定された区間の前記係数を、事故発生頻度が低い予め設定された区間の前記係数よりも小さくする請求項９に記載の車両用通信システム。
【請求項１２】
前記割り当て部は、時刻別の場所リソースおよび無線リソースを割り当てた後、時刻別の前記場所リソースにより定まる走行計画に対して走行速度を変更した変更計画と、変更前の走行計画のそれぞれに対して、移動距離および移動時間のいずれか一方と、計画に沿って走行した場合の無線リソースの利用率の最大値とを評価した値である評価値を算出し、前記評価値に基づいて、前記走行計画により定まる時刻別の前記場所リソースの割り当てを変更するか否かを決定する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の車両用通信システム。
【請求項１３】
前記リソース割り当て要求は、前記無線リソースの割り当てを要求する区間と、移動とは別の用途のための通信である他用途通信を行う時間帯を含み、時刻別の場所および前記無線リソースの割り当てを要求するものであり、
前記場所リソース割り当て部は、前記リソース割り当て要求に前記他用途通信を行う時間帯が含まれていれば、調整可能な走行速度範囲で前記区間を走行する場合に前記他用途通信を行う時間帯内に滞在可能な場所の変動範囲において、前記他用途通信のために滞在することなく前記区間を走行する場合よりも通信効率が向上する場所に、前記他用途通信を行う時間帯の少なくとも一部の間滞在する、時刻別の前記場所リソースの割り当てを決定する請求項４に記載の車両用通信システム。
【請求項１４】
前記車両用通信装置は、車車間通信を行う車車間通信部（２１５）をさらに備え、
前記場所リソース割り当て部は、複数の前記車両でそれぞれ用いられる複数の前記車両用通信装置に対して、まとめて前記時刻別の場所および前記無線リソースを割り当て可能であり、前記無線リソースマップを参照して、前記場所リソースを割り当てようとする走行経路の一部に前記必要リソース量に対して割り当て可能な前記無線リソースが不足する区間があると判断しても、前記無線リソースが不足する区間に位置する前記車両用通信装置に対して、不足する前記無線リソースを、前記走行経路において前記無線リソースが不足する区間の前後に位置する前記車両用通信装置を用いた中継により提供可能となる場合、前記無線リソースが不足する区間を走行する走行経路を、前記場所リソースを割り当てる走行経路の候補とする請求項４または６に記載の車両用通信システム。
【請求項１５】
前記車両に搭載され、前記車両用通信装置を介した通信に基づいて前記車両の走行に関する制御を行う走行制御装置（２２）を備え、
前記走行制御装置は、前記車両側受信部が受信した前記割り当て結果が、前記リソース割り当て要求に応じた前記時刻別の場所および前記無線リソースが割り当てられたという結果であることを条件として、前記車両の走行に関する制御を行う請求項１〜１４のいずれか１項に記載の車両用通信システム。
【請求項１６】
車両で用いられ、無線通信を行う車両用通信装置（２１、１２１）であって、
前記車両の外部へ信号を無線送信する車両側送信部（２１３）と、前記車両の外部から無線送信される信号を受信する車両側受信部（２１４）と、前記車両側送信部および前記車両側受信部を制御する車両側通信制御部（２１２）とを備え、
前記車両側受信部は、管理装置から、リソース割り当て要求が要求した時刻別の場所および無線リソースが割り当てられたか否かを示す割り当て結果を受信し、
前記車両側通信制御部は、前記車両側受信部が受信した割り当て結果に基づいて、前記車両側送信部と前記車両側受信部を制御する車両用通信装置。
【請求項１７】
無線リソースの管理を行う管理装置（４）であって、
時刻別の場所において前記無線リソースの割り当てを要求するリソース割り当て要求を受信する管理装置側受信部（４４）と、
前記管理装置側受信部が受信した前記リソース割り当て要求に応じて、車両で用いられ、無線通信を行う車両用通信装置に、前記時刻別の場所および前記無線リソースを割り当てる割り当て部（４２）と、
前記割り当て部の割り当て結果を、前記車両用通信装置へ送信する管理装置側送信部（４３）とを備える管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
車両用通信システム、その車両用通信システムが備える車両用通信装置および管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車載端末が、車両の走行予定経路、走行予定経路を走行する予定時間、および、予約を希望する通信帯域を含む無線リソース割り当て要求を、管理サーバに送信することで、予め無線リソースを予約しておく技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている技術では、管理サーバは、無線リソース割り当て要求から定まる基地局エリアおよび時間帯に、要求された量の無線リソースを確保できるか否かを判断している。確保できると判断した場合には、要求された量の無線リソースを、無線リソース割り当て要求を送信した車載端末に割り当てている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、無線リソースの割り当ては基地局エリア別に行われる。基地局別に、通信で使用する周波数帯域を管理しているからである。よって、特許文献１の技術を適用する場合、車両で用いられる通信装置は、割り当てられた無線リソースを使用するときには、無線リソースを割り当てられた基地局エリア内に位置していなければならない。
【０００６】
また、同じ基地局エリア内でも、通信効率や利用可能な周波数領域が場所により異なることがあり、この通信効率や利用可能な周波数領域の違いに起因して、同じ基地局エリア内に同じ数の通信装置が存在していても、同時に通信できる通信装置の数に違いが生じることもある。よって、エリア内の通信効率や利用可能な周波数領域の違いも考慮して無線リソースを割り当てた場合には、無線リソースの割り当て時に想定した場所に通信装置が存在している必要がある。
【０００７】
このように、通信装置は、割り当てられた無線リソースを使用するときに、エリア内のどこに存在していてもよいというわけではなく、無線リソースの割り当て時に想定した場所に存在している必要がある。
【０００８】
通信装置は、無線リソースの割り当て時に想定した場所に存在していない場合には、割り当てられた無線リソースを使用できない恐れがある。
【０００９】
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、無線リソースが割り当てられたにもかかわらず、割り当てられた無線リソースを使用できないことを抑制する車両用通信システム、車両用通信装置、管理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。
【００１１】
上記目的を達成するための車両用通信システムに係る１つの開示は、
車両（５、５Ａ、５Ｂ）で用いられる車両用通信装置（２１、１２１）と、
無線リソースの管理を行う管理装置（４、４Ａ、４Ｃ）とを備えた車両用通信システムであって、
時刻別の場所および無線リソースの割り当てを要求するリソース割り当て要求を管理装
置へ送信する要求送信部を備え、
車両用通信装置は、車両の外部へ信号を無線送信する車両側送信部（２１３）と、車両の外部から無線送信される信号を受信する車両側受信部（２１４）と、車両側送信部および車両側受信部を制御する車両側通信制御部（２１２）とを備え、
管理装置は、
リソース割り当て要求を受信する管理装置側受信部（４４）と、
管理装置側受信部が受信したリソース割り当て要求に応じて、リソース割り当て要求を送信した車両用通信装置に、時刻別の場所および無線リソースを割り当てる割り当て部（４２）と、
割り当て部の割り当て結果を、リソース割り当て要求を送信した車両用通信装置へ送信する管理装置側送信部（４３）とを備え、
車両側受信部は、割り当て結果を受信し、
車両側通信制御部は、車両側受信部が受信した割り当て結果に基づいて、車両側送信部と車両側受信部を制御する。
【００１２】
この車両用通信システムでは、管理装置は、車両用通信装置に対して、時刻別の無線リソースを割り当てているだけではなく、時刻別の場所も割り当てている。したがって、無線リソースは割り当てられたが、無線リソースを割り当てられた時刻に無線リソースを使用できる場所に位置することができず、割り当てられた無線リソースを使用できないことが抑制される。
【００１３】
上記目的を達成するための車両用通信装置に係る開示は、上記車両用通信システムが備える車両用通信装置である。すなわち、
車両で用いられ、無線通信を行う車両用通信装置（２１、１２１）であって、
車両の外部へ信号を無線送信する車両側送信部（２１３）と、車両の外部から無線送信される信号を受信する車両側受信部（２１４）と、車両側送信部および車両側受信部を制御する車両側通信制御部（２１２）とを備え、
車両側受信部は、管理装置から、リソース割り当て要求が要求した時刻別の場所および無線リソースが割り当てられたか否かを示す割り当て結果を受信し、
車両側通信制御部は、車両側受信部が受信した割り当て結果に基づいて、車両側送信部と車両側受信部を制御する。
【００１４】
上記目的を達成するための管理装置に係る開示は、上記車両用通信システムが備える管理装置である。すなわち、
無線リソースの管理を行う管理装置（４）であって、
時刻別の場所において無線リソースの割り当てを要求するリソース割り当て要求を受信する管理装置側受信部（４４）と、
管理装置側受信部が受信したリソース割り当て要求に応じて、車両で用いられ、無線通信を行う車両用通信装置に、時刻別の場所および無線リソースを割り当てる割り当て部（４２）と、
割り当て部の割り当て結果を、車両用通信装置へ送信する管理装置側送信部（４３）とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両用通信システム１の概略構成を説明する図である。
【図２】車載システム２の構成を示す図である。
【図３】管理サーバ４の構成を示す図である。
【図４】車両側通信制御部２１２が実行する処理を示すフローチャートである。
【図５】サーバ側通信制御部４２が実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】場所リソースが割り当てられている状態を説明する図である。
【図７】基地局エリア７Ａ、７Ｂの道路６に沿った範囲を示す図である。
【図８】位置と通信効率との関係を示す図である。
【図９】無線リソースを割り当て可能な例を説明する図である。
【図１０】図９に対応する、リソース量の時間変化を示す図である。
【図１１】無線リソースが割り当てられない例を説明する図である。
【図１２】図１１に対応する、リソース量の時間変化を示す図である。
【図１３】第２実施形態となる車両用通信システム１Ａの構成を示す図である。
【図１４】第２実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理を示す図である。
【図１５】図１４のＳ３２の詳細処理を示すフローチャートである。
【図１６】走行計画リスト１０から取得した走行計画の例を概念的に示す図である。
【図１７】上段は基地局別の電波マップ１１であり、下段は予約リソース量を示すグラフである。
【図１８】Ｓ３２０８で実行する処理を具体的に説明する図である。
【図１９】第２実施形態においてリソース管理サーバ８Ａのサーバ側通信制御部４２が実行する処理を示す図である。
【図２０】第３実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理の一部を示す図である。
【図２１】図２０のＳ３２Ａの詳細処理を示す図である。
【図２２】第３実施形態においてリソース管理サーバ８Ａが実行する処理を示す図である。
【図２３】第４実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理の一部を示す図である。
【図２４】図２３のＳ３２Ｂの詳細処理を示す図である。
【図２５】図２４のＳ３２Ｂ１の処理を具体的に説明する図である、
【図２６】第５実施形態の車両用通信システム１Ｃの構成を示す図である。
【図２７】第５実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理を示す図である。
【図２８】上段は基地局別の電波マップ１１、中段、下段は、第１ネットワーク、第２ネットワークに対する予約リソース量である。
【図２９】第６実施形態の車両用通信システムが備え車載システム１０２の構成を示す図である。
【図３０】第６実施形態における計画サーバ９Ａの処理を具体的に説明するための図である。
【図３１】上段は経路Ｒ４上の電波マップ１１であり、下段は必要リソース量を示すグラフである。
【図３２】２台の車両５Ａ、５Ｂの走行計画と予約リソース量を示すグラフである。
【図３３】第７実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理の一部を示す図である。
【図３４】車両５Ａに搭載された車載システム２がリソース割り当て要求を送信した状態を示す図である。
【図３５】第７実施形態において決定する予約リソース量を具体的に説明する図である。
【図３６】第８実施形態で考慮する雨天領域Ｒｒと区画線かすれ領域Ｒｐを示す図である。
【図３７】第８実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理の一部を示す図である。
【図３８】リスク係数を例示する図である。
【図３９】複数の周波数領域に対する通信効率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
［全体構成］
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、車両用通信システム１の概略構成を説明する図である。車両用通信システム１は、車載システム２と、基地局３と、管理装置である管理サーバ４とを備えている。
【００１７】
車載システム２は、車両５に搭載されているシステムである。車載システム２は、車両５の通信制御および自動運転制御を行う。
【００１８】
基地局３は、車載システム２の一部である車両用通信装置２１（図２参照）と管理サーバ４との間の信号の送受信を中継する装置であり、車両用通信装置２１との間で無線通信を行う無線通信機能と、管理サーバ４との間で通信を行う通信機能とを備える。
【００１９】
図１には、２つの基地局３Ａ、３Ｂが示されている。基地局３Ａ、３Ｂを区別しないときは基地局３としている。図示の便宜上、図１には２つの基地局３Ａ、３Ｂを示しているが、基地局３の数は、通常、３つ以上であり、基地局３の数に制限はない。
【００２０】
基地局３と車両用通信装置２１との間の通信方式に特に制限はない。第１実施形態では、基地局３と車両用通信装置２１との間の通信方式はＬＴＥであるとする。ＬＴＥは、適応変調を行う通信方式である。なお、基地局３と車両用通信装置２１との間の通信に、ＬＴＥとは別の方式で適応変調を行う通信方式を採用してもよいし、また、適応変調ではない通信方式を採用してもよい。
【００２１】
管理サーバ４と基地局３とは相互に通信可能に接続されている。管理サーバ４と基地局３との間は、有線通信でも無線通信でもよい。管理サーバ４は、基地局３と車両用通信装置２１の間の通信において用いる無線リソースの管理を行う。無線リソースは、具体的には、基地局３別および時間別の使用周波数帯である。換言すれば、無線リソースは、基地局３別の時間スロットと周波数スロットである。なお、周波数スロットはサブキャリアの周波数帯域である。ＬＴＥの場合、無線リソースは、時間スロットと周波数スロットとで区画されたリソースブロックを単位として管理される。なお、通信方式が異なれば、無線リソースは異なる物理量、たとえば、周波数幅、時間スロット、符号数などになることもある。
【００２２】
また、同じ時刻に同じ場所に複数の車両５が位置することはできない。したがって、同じ時刻に同じ場所に存在する必要がある無線リソースを別々の車両用通信装置２１に割り当てても、予定通りに通信を行うことができない。そこで、管理サーバ４は、無線リソースを割り当てた時刻における車両５の場所も管理する。
【００２３】
車両５は、道路６を走行する車両であれば特に限定はない。４輪車、オートバイ、自転車などが車両に含まれる。
【００２４】
［車載システム２の構成］
車載システム２の構成を図２に示す。車載システム２は、車両用通信装置２１と、自動運転装置２２と、位置検出器２３とを備える。
【００２５】
車両用通信装置２１は、基地局３との間で無線通信を行う装置であり、車両側通信部２１１と車両側通信制御部２１２とを備えている。車両側通信部２１１は、車両側送信部２１３と車両側受信部２１４とを備えており、これらにより、無線による信号の送信および受信を行う。車両側通信部２１１が通信に用いる周波数帯は予め決まっている。たとえば、２．１ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯、１．８ＧＨｚ帯などである。車両側通信部２１１は、予め用意されている複数の周波数帯から１つ以上の周波数帯を用いることができる。
【００２６】
車両側送信部２１３は、予め設定された通信チャネルにより定まる周波数の電波を搬送波として、車両側通信制御部２１２から供給される信号を増幅、変調して、電波として車両５の外部へ送信する。
【００２７】
車両側受信部２１４は、予め設定された通信チャネルにより定まる周波数の電波を受信し、受信した電波を増幅、復調、復号等して、受信した電波から信号を取り出し、取り出した信号を車両側通信制御部２１２へ出力する。
【００２８】
車両側通信制御部２１２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータである。ＲＯＭには、汎用的なコンピュータを車両側通信制御部２１２として機能させるための通信制御プログラムが格納されている。ただし、通信制御プログラムは、非遷移的実体的記録媒体（non- transitory tangible storage medium）に格納されていればよく、具体的な記憶媒体はＲＯＭに限らない。例えば通信制御プログラムはフラッシュメモリに保存されていてもよい。
【００２９】
ＣＰＵが通信制御プログラムを実行することは、通信制御プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。また、車両側通信制御部２１２が備える機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等を用いて（換言すればハードウェアとして）実現してもよい。また、車両側通信制御部２１２が備える機能ブロックの一部又は全部を、ＣＰＵによるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現してもよい。
【００３０】
ＣＰＵが通信制御プログラムを実行することで、車両側通信制御部２１２は、車両側送信部２１３および車両側受信部２１４を制御して、信号の送受信を行う。車両側通信制御部２１２の詳しい制御は、図４などを用いて後述する。
【００３１】
自動運転装置２２は、車両５の自動運転を行う装置である。第１実施形態での自動運転は、少なくとも通常時はドライバーが運転操作をしなくてよいレベルの自動運転である。自動運転装置２２は、自動運転を行うために、車両５の加減速制御、操舵制御を行う。また、自動運転装置２２は、逐次、将来の走行経路を計画し、かつ、その計画（以下、走行計画）を更新しながら車両５の挙動を制御する。走行計画には、予定走行経路と、予定走行経路上の各位置を通過する予定時刻とが含まれる。また、自動運転装置２２は、自動運転を行うために、位置検出器２３から逐次現在位置を取得し、また、車両用通信装置２１との間で相互に信号の送受信が可能である。
【００３２】
自動運転装置２２は走行制御装置の一例であり、車両用通信装置２１を介した通信も行い、その通信に基づいた車両５の走行に関する制御を行う。たとえば、自動運転装置２２は、通信により、他の車両５の位置を受信して、他の車両５と自車両との相対位置を調整するために、加減速制御および操舵制御の一方または両方を行う。また、車両５の走行に関する制御には、車両５の走行を遠隔監視するために、車両５の周辺を撮像した周辺画像を連続的に管理サーバ４へ送信する制御を含ませることができる。
【００３３】
位置検出器２３は、車両５の現在位置を逐次検出する。この現在位置は自動運転装置２２へ供給される。自動運転装置２２は、現在位置を、車両５の加減速制御、進行方向制御に用いる。
【００３４】
［管理サーバ４の構成］
管理サーバ４の構成を図３に示す。管理サーバ４は、サーバ側通信部４１と、サーバ側通信制御部４２とを備える。サーバ側通信部４１は、サーバ側送信部４３とサーバ側受信部４４とを備える。サーバ側通信部４１は、基地局３と通信可能に接続されている。サーバ側送信部４３は、管理装置側送信部であり、基地局３を介して車両用通信装置２１に信号を送信する。サーバ側受信部４４は、管理装置側受信部であり、基地局３を介して車両用通信装置２１から送信される信号を受信する。
【００３５】
サーバ側通信制御部４２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータである。ＲＯＭには、汎用的なコンピュータをサーバ側通信制御部４２として機能させるためのプログラムが格納されている。このプログラムは、ＲＯＭとは別の非遷移的実体的記録媒体に記憶されていてもよい。ＣＰＵがこのプログラムを実行することは、プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。また、サーバ側通信制御部４２が備える機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等を用いて実現してもよい。また、サーバ側通信制御部４２が備える機能ブロックの一部又は全部を、ＣＰＵによるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現してもよい。
【００３６】
サーバ側通信制御部４２は、サーバ側送信部４３およびサーバ側受信部４４を制御して、信号の送受信を行う。管理サーバ４と車両用通信装置２１との間の通信は、基地局３を介して行われる。つまり、管理サーバ４と車両用通信装置２１との間の通信が行われる場合、車両用通信装置２１と基地局３との通信が行われる。
【００３７】
サーバ側通信制御部４２は割り当て部に相当しており、車両用通信装置２１と基地局３とが通信を行うために、その通信に対して無線リソースを割り当て、かつ、車両用通信装置２１に場所リソースを割り当てる。サーバ側通信制御部４２の詳しい制御は、図５などを用いて後述する。
【００３８】
［車両側通信制御部２１２が実行する処理］
車両側通信制御部２１２は、図４に示す処理を、信号の送受信を行う周期で実行する。ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１では予約タイミングになったか否かを判断する。予約タイミングは、管理サーバ４に対して、リソース割り当て要求を送信するタイミングである。
【００３９】
管理サーバ４は、リソース割り当て要求を受信した場合、そのリソース割り当て要求を送信した車両用通信装置２１に対して、将来の無線リソースおよび場所リソースを割り当てる。無線リソースは、前述したように、基地局３別の時間スロットと周波数スロットである。予約タイミングは、たとえば、無線リソースが割り当てられた時刻が終了する一定時間前、あるいは、割り当てられた場所リソースの走行が終了する一定距離前などである。また、走行計画を変更した場合に予約タイミングであると判断してもよい。Ｓ１の判断がＮＯであれば、後述するＳ９に進む。一方、Ｓ１の判断がＹＥＳであればＳ２へ進む。
【００４０】
Ｓ２では、自動運転装置２２から走行計画を取得する。Ｓ３では、リソース割り当て要求を生成する。リソース割り当て要求は、車両用通信装置が基地局３と通信を行うための時刻別の場所および無線リソースの割り当てを要求する情報である。具体的には、リソース割り当て要求は、車両用通信装置２１のＩＤ（以下、装置ＩＤ）、無線リソースの割り当てを要求する時間帯あるいは区間、走行計画、必要な通信速度（以下、必要通信速度）を含んでいる。
【００４１】
装置ＩＤは、車両側通信制御部２１２が備えるＲＯＭなど、所定の記憶部に記憶されている。割り当てを要求する時間帯の開始時刻は、既に無線リソースが割り当てられている時間帯の最後の時刻とする。割り当てを要求する時間帯の長さは、たとえば、走行計画により車両位置が推定できる最も先の時間を超えない範囲で、開始時刻からの一定時間である。割り当てを要求する区間の開始位置は、既に無線リソースが割り当てられている区間において最後に通過予定の位置とする。割り当てを要求する区間の長さは、たとえば、走行計画により車両位置が推定できる区間内において、開始位置からの一定距離である。
【００４２】
必要通信速度は、自動運転のために、割り当てを要求する時間帯に車両用通信装置２１が送受信する予定の通信で必要となる通信速度である。この通信速度は、単純に一定値とすることもできる。また、要求する通信速度が周期的に変動するなど、時間により要求する通信速度が変化してもよい。また、場所により要求する（すなわち必要とする）通信速度が変化してもよい。
【００４３】
Ｓ４では、Ｓ３で生成したリソース割り当て要求を、車両側送信部２１３から管理サーバ４に対して送信する。車両側送信部２１３がリソース割り当て要求を送信するので、第１実施形態では、車両側送信部２１３が要求送信部である。このリソース割り当て要求は、この時点で車両５が存在している位置を通信エリアとしている基地局３により受信されて、その基地局３を介して管理サーバ４に受信される。
【００４４】
管理サーバ４は、リソース割り当て要求を受信すると、そのリソース割り当て要求が要求する無線リソースおよび場所リソースを割り当てることができるか否かを判断する。そして、判断結果である割り当て結果を、リソース割り当て要求を送信した車両用通信装置２１へ返信する。
【００４５】
車両側通信制御部２１２は、Ｓ５において、その割り当て結果を受信する。管理サーバ４は、リソース割り当て要求で要求されている通りに無線リソースおよび場所リソースを割り当てることができない場合に、割り当て結果として、走行計画の変更を提案することがある。Ｓ６では、受信した割り当て結果が変更提案であるか否かを判断する。Ｓ６の判断がＮＯであればＳ９へ進み、ＹＥＳであればＳ７へ進む。
【００４６】
Ｓ７では、変更提案に従って走行計画を変更できるか否かを判断する。変更提案は、ルート変更である場合もあれば、ルートは変更しないが、各位置を通過する時刻を変更する提案の場合もある。走行計画を変更可能である場合、すなわちＳ７の判断がＹＥＳである場合はＳ８に進む。Ｓ８では、割り当て結果で提案されている通りに走行計画を変更する。Ｓ８を実行後はＳ９へ進む。Ｓ７の判断がＮＯであった場合は、Ｓ８を実行することなくＳ９へ進む。
【００４７】
Ｓ９では、現在の場所および時刻に対して割り当てられている無線リソースがあるか否かを判断する。この判断がＮＯであればＳ１０を実行することなく図４の処理を終了する。一方、Ｓ９の判断がＹＥＳであればＳ１０へ進む。Ｓ１０では、車両側送信部２１３、車両側受信部２１４の一方または両方を制御して、割り当てられている無線リソースで通信を行う。
【００４８】
Ｓ１０を実行することなく図４の処理を終了した場合、車両用通信装置２１は無線通信を行わないことになる。車両用通信装置２１が無線通信を行わない場合、自動運転装置２２は、車両用通信装置２１を介した通信に基づいた車両５の走行に関する制御を行うことができない。よって、自動運転装置２２が、車両用通信装置２１を介した通信に基づいた車両５の走行に関する制御を行うためには、割り当て結果が、リソース割り当て要求が要求した場所おリソースおよび無線リソースが割り当てられたという結果であることが条件となる。
【００４９】
［サーバ側通信制御部４２が実行する処理］
次に、サーバ側通信制御部４２が実行する処理を説明する。サーバ側通信制御部４２は、図５に示す処理を周期的に実行する。Ｓ２１では、リソース割り当て要求を受信したか否かを判断する。Ｓ２１の判断がＮＯであれば図５に示す処理を終了する。一方、Ｓ２１の判断がＹＥＳであればＳ２２に進む。
【００５０】
Ｓ２２では、受信したリソース割り当て要求にて要求されている通りに、場所リソースを割り当てることができるか否かを判断する。リソース割り当て要求には走行計画が含まれているので、走行計画から、リソース割り当て要求を送信した車両用通信装置２１が各時刻に存在する予定の場所を推定できる。推定した場所が、管理サーバ４が管理している他の車両用通信装置２１の各時刻における場所と重ならなければ、リソース割り当て要求にて要求されている通りに、場所リソースを割り当てることができると判断する。
【００５１】
図６は、このＳ２２の判断を概念的に説明している図であり、時刻別の場所リソースの割り当て状況を示している。図６において「Ａ」「Ｂ」はそれぞれ、図９に示す車両５Ａ、５Ｂを意味している。車両５Ｂに搭載された車両用通信装置２１が、今回、リソース割り当て要求を送信したとし、車両５Ａに搭載されている車両用通信装置２１に対しては、すでに、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの場所リソースが割り当てられているとする。
【００５２】
今回、リソース割り当て要求を送信した車両５Ｂの場所リソースは、図６に示すように車両５Ａと重なっていない。したがって、場所リソースを割り当てることができると判断する。これとは異なり、すでに割り当て済みの場所リソースと一部でも重なりがある場合には、場所リソースを割り当てることができないと判断する。Ｓ２２の判断がＮＯであればＳ２５へ進み、ＹＥＳであればＳ２３へ進む。
【００５３】
Ｓ２３では、無線リソースを割り当てることができるか否かを判断する。Ｓ２３の判断処理を図７から図１２を用いて詳しく説明する。図７には、道路６において基地局３Ａの通信範囲となっている基地局エリア７Ａと、基地局３Ｂの通信範囲となっている基地局エリア７Ｂとを示している。基地局エリア７Ａと基地局エリア７Ｂは一部が重複している。以下では、基地局３を特定しない基地局エリアを基地局エリア７とする。
【００５４】
管理サーバ４には、各基地局３の基地局エリア７が、サーバ側通信制御部４２のＲＯＭあるいはその他の記憶部に記憶されている。サーバ側通信制御部４２は、この記憶されている基地局エリア７と、リソース割り当て要求に含まれている走行計画から、車両５がどの基地局エリア７をいつ通過するかを決定する。
【００５５】
また、サーバ側通信制御部４２は、各基地局３の通信計画を管理している。通信計画は、時間スロットと周波数スロットの組み合わせである。
【００５６】
また、管理サーバ４は、位置と通信効率（Ｍｂｓ／Ｈｚ）との関係を、ＲＯＭあるいはその他の記憶部に記憶している。第１実施形態では、基地局３と車両用通信装置２１との間の通信方式はＬＴＥであり、ＬＴＥは適応変調を行うので通信効率が一定ではない。電波環境に応じて通信効率が変化し、電波環境は位置により変化する。よって、位置により通信効率が変化する。
【００５７】
図８は、位置と通信効率との関係を説明する図であり、横軸のパラメータである位置は、道路に沿った方向の位置である。図８は、記憶部に記憶されている位置と通信効率との関係を、道路に沿った方向の位置で切り出した図である。
【００５８】
リソース割り当て要求で要求されている通信速度が一定であるとしても、通信効率が低い地点では、同じ通信速度を確保するためには、通信効率が高い地点よりも多くのリソースブロックが必要になる。各基地局３が利用可能なリソースブロックの総量（すなわちリソース総量）は予め決まっていることから、多くのリソースブロックを割り当てるほど、占有率が高くなる。なお、占有率は、基地局３が利用可能なリソースブロックの総量に占める、リソース割り当て要求を送信した車両用通信装置２１に割り当てたリソースブロックの比率である。
【００５９】
今回のリソース割り当て要求が無線リソースの割り当てを要求している各時刻において、割り当て済みリソースブロックの量（以下、リソース量）と、今回のリソース割り当て要求が要求している通信速度での通信を可能とするために必要なリソース量とを合計した合計リソース量を算出する。
【００６０】
すべての時刻において、この合計リソース量が、基地局３に対して割り当てられているリソース総量に係数Ｎを乗じた値である最大許容リソース量以下であれば、今回のリソース割り当て要求で要求された無線リソースを割り当て可能であると判断する。一方、少なくともいずれかの時刻において、合計リソース量が最大許容リソース量を超えていれば、今回のリソース割り当て要求で要求された無線リソースを割り当てることができないと判断する。
【００６１】
係数Ｎは１以上であれば任意に設定可能な数値であり、たとえば１である。１よりも大きな数値を設定した場合には、無線リソースを割り当てたすべての車両用通信装置２１が、割り当てられたすべての無線リソースを使用すると輻輳が生じることになる。しかし、無線リソースを割り当てても、割り当てられた無線リソースを全部は使用しないことも多い。特に、無線リソースを確保しておく目的が、異常時における通信容量の確保である場合には、無線リソースが割り当てられても、その無線リソースを使用しない割合が高い。なお、異常時における通信は、たとえば、自動運転装置２２による自動運転が何らかの事情で困難になったときに、周辺画像などの遠隔監視用データを車両５の外部に送信して、遠隔運転を行う際の通信である。
【００６２】
このように、無線リソースを割り当てても、車両用通信装置２１は割り当てられた無線リソースを全部は使用しないことを考慮して、無線リソースを有効活用できるようにするために係数Ｎを１よりも大きい値に設定できるようにしている。
【００６３】
次に、図９、図１０を用いて、無線リソースを割り当て可能な例を説明する。図９において、車両５Ａは基地局エリア７Ａの端付近に位置しており、車両５Ｂは、車両５Ａと同じ道路６において車両５Ａの後方を走行している。道路６に沿った方向における基地局エリア７Ａ通信効率が図８に示した変化をすると仮定する。位置Ｐ１は基地局エリア７Ａの道路６に沿った方向の一方の端であり、位置Ｐ２は基地局エリア７Ａの道路６に沿った方向の他方の端である。
【００６４】
車両５Ａに搭載された車両用通信装置２１は、管理サーバ４に送信するリソース割り当て要求において、車両５Ａが位置Ｐ１から位置Ｐ２まで移動する間の必要な通信速度として、一定速度を要求すると仮定する。
【００６５】
一定速度を要求しても、図８に示したように、通信効率は位置により変化する。通信効率が高いほど、割り当てる必要があるリソース量は少なく、反対に、通信効率が低いほど割り当てる必要があるリソース量が多くなる。そのため、車両５Ａに搭載された車両用通信装置２１に対して割り当てられたリソース量は、図１０に破線で示す形状となる。図１０に破線で示す形状は、図８に示す波形と増減の傾向が反転した波形である。なお、車両５Ａは、時刻ｔ１０に位置Ｐ１に位置しており、時刻ｔ１５に位置Ｐ２に位置する。
【００６６】
車両５Ａが基地局エリア７Ａを走行する際の無線リソースが割り当てられた後に、車両５Ｂに搭載された車両用通信装置２１が、基地局エリア７Ａを走行する際の無線リソースを予約するためのリソース割り当て要求を送信した場合を考える。
【００６７】
説明を分かりやすくするために、車両５Ｂに搭載された車両用通信装置２１が送信するリソース割り当て要求は、基地局エリア７Ａを通過する時刻が異なる以外は、車両５Ａに搭載された車両用通信装置２１が送信したリソース割り当て要求と同じであるとする。車両５Ｂは時刻ｔ１２に位置Ｐ１を通過し、時刻ｔ１７に位置Ｐ２を通過する予定であるとする。
【００６８】
この場合、車両５Ｂに搭載された車両用通信装置２１が各位置で必要とするリソース量は、車両５Ａに搭載された車両用通信装置２１が各位置で必要とするリソース量と同じである。ただし、車両５Ｂは車両５Ａが通過した位置を、車両５Ａよりも後の時刻で通過する。よって、車両５Ｂが基地局エリア７Ａを通過する間に車両５Ｂに搭載された車両用通信装置２１が必要とするリソース量と時刻との関係である図１０に示す実線は、図１０に示す破線を平行移動したものとなる。
【００６９】
各時刻において、破線が示すリソース量と実線が示すリソース量とを足し合わせた値が、前述した合計リソース量である。図１０には、最大許容リソース量も示している。図１０においては、時刻ｔ１３において、合計リソース量が最大になる。時刻ｔ１３における合計リソース量を両矢印で示している。時刻ｔ１３における合計リソース量は最大許容リソース量よりも少ない。よって、図１０の例では、すべての時刻において、合計リソース量が最大許容リソース量以下である。したがって、リソース割り当て要求に即した無線リソースが割り当て可能であることになる。
【００７０】
次に、図１１、図１２を用いて、リソース割り当て要求に即した無線リソースを割り当てられない例を説明する。図１１において、車両５Ａの位置は図９と同じである。また、車両５Ａに搭載された車両用通信装置２１が送信するリソース割り当て要求も、図９、図１０を用いて説明したものと同じである。
【００７１】
一方、車両５Ｂは、車両５Ａの後方を走行している点は図９と同じであるが、図９に示す位置よりも、車両５Ａの近くに位置している。車両５Ｂに搭載された車両用通信装置２１が送信するリソース割り当て要求は、車両５Ｂの位置が異なることに起因する内容以外は、図９、図１０を用いて説明した例と同じである。
【００７２】
そのため、図１２において、車両５Ｂに搭載された車両用通信装置２１に対して割り当てるべき時間別のリソース量を示す実線は、形状は図１０に示す実線と同じであるが、位置が図１０よりも全体的に早い時刻になっている。具体的には、図１２において、実線は時刻ｔ１２よりも早い時刻である時刻ｔ１１から始まり、時刻ｔ１７よりも早い時刻である時刻ｔ１６で終わる。
【００７３】
この図１２において、合計リソース量が最大になる時刻は時刻ｔ１４である。時刻ｔ１４における合計リソース量を両矢印で示している。時刻ｔ１４における合計リソース量は最大許容リソース量よりも多い。つまり、図１２の例では、合計リソース量が最大許容リソース量を超える時刻がある。この時刻ｔ１４など、合計リソース量が最大許容リソース量を超える時刻では、リソース割り当て要求に即した無線リソースを割り当てることができない。
【００７４】
説明を図５に戻す。Ｓ２３の判断がＹＥＳであればＳ２４へ進む。Ｓ２４では、要求通りに無線リソースおよび場所リソースを割り当てることができたこと、および、割り当てた無線リソースおよび場所リソースを示す割り当て結果を生成する。
【００７５】
Ｓ２３の判断がＮＯであればＳ２５へ進む。Ｓ２５は場所リソースおよび無線リソースのいずれかが割り当てできないと判断した場合に実行することになる。Ｓ２５では、リソース割り当て要求で要求されている内容を変更する提案が可能かどうかを判断する。この判断は、具体的には、走行計画を変更することで、場所リソースおよび無線リソースを割り当て可能かどうかを判断するものである。走行計画の変更は、予定走行経路の変更および予定走行経路上の各位置を通過する予定時刻の変更の一方または両方である。Ｓ２５の判断がＹＥＳであればＳ２６へ進む。
【００７６】
Ｓ２６では、走行計画の変更を提案することを示す割り当て結果を生成する。Ｓ２５の判断がＮＯである場合にはＳ２７へ進む。Ｓ２７では、場所リソースおよび無線リソースの割り当てができなかったことを示す割り当て結果を生成する。
【００７７】
Ｓ２８では、Ｓ２４，Ｓ２６、Ｓ２７のいずれかで生成した割り当て結果を、基地局３を介して、リソース割り当て要求を送信した車両用通信装置２１へ送信する。
【００７８】
［第１実施形態のまとめ］
以上、説明した第１実施形態では、管理サーバ４は、車両用通信装置２１に対して、時刻別の無線リソースを割り当てているだけではなく、時刻別の場所リソースも割り当てている。場所リソースも割り当てていることから、無線リソースは割り当てられたが、無線リソースを割り当てられた時刻に無線リソースを使用できる場所に位置することができず、割り当てられた無線リソースを使用できないことが抑制される。
【００７９】
また、第１実施形態では、位置により変化する通信効率および各時刻における車両用通信装置２１の位置から、各時刻において、リソース割り当て要求が要求している通信速度での通信を可能とするために必要なリソース量を算出している。このリソース量と、各時刻において割り当て済みのリソース量とを合計した合計リソース量と最大許容リソース量とを時刻別に比較して、割り当ての可否を判断している。よって、位置により通信効率が異なっていても、車両用通信装置２１に適切に無線リソースを割り当てることができる。
【００８０】
また、最大許容リソース量は、基地局３に対して割り当てられているリソース総量に係数Ｎを乗じた値であり、係数Ｎに１よりも大きい数値を設定可能としている。係数Ｎに１よりも大きい数値を設定することで、無線リソースを有効活用できる。
【００８１】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
【００８２】
［システムの概要］
図１３に第２実施形態となる車両用通信システム１Ａの構成を示す。車両用通信システム１Ａは、車載システム２、基地局３、管理サーバ４Ａ、走行計画リスト１０、電波マップ１１を備えている。
【００８３】
車載システム２のハードウェア構成は第１実施形態と同じである。また、車載システム２が備える車両用通信装置２１が実行する処理も、第１実施形態とほぼ同じである。ただし、第２実施形態では、車両用通信装置２１は、リソース割り当て要求を計画サーバ９Ａに送信する。第２実施形態におけるリソース割り当て要求には、装置ＩＤ、起点ＰＳ、終点ＰＧ、必要な通信速度が含まれており、起点ＰＳから終点ＰＧまで走行する走行計画の割り当てと、起点ＰＳから終点ＰＧまでの無線リソースの割り当てを要求する信号である。起点ＰＳから終点ＰＧまで走行する走行計画の割り当ては、場所リソースの割り当てに相当する。起点ＰＳは、通常、現在位置であるが、将来通過する予定の位置でもよい。終点ＰＧは、今回のリソース割り当て要求において、基地局３との通信を要求している区間の終点である。
【００８４】
管理サーバ４Ａは、リソース管理サーバ８Ａと計画サーバ９Ａを備える。リソース管理サーバ８Ａは、複数の基地局３の無線リソースを管理するサーバである。リソース管理サーバ８Ａのハードウェア構成は第１実施形態の管理サーバ４と同じであり、図３に示したように、サーバ側通信部４１とサーバ側通信制御部４２を備える。
【００８５】
計画サーバ９Ａは、基地局３を含む通信回線網を介して車両用通信装置２１およびリソース管理サーバ８Ａと通信可能になっている。また、計画サーバ９Ａは走行計画リスト１０と電波マップ１１を参照可能になっている。これら走行計画リスト１０と電波マップ１１は、書き込み可能な記憶装置に記憶されている。
【００８６】
計画サーバ９Ａは、車両用通信装置２１からリソース割り当て要求を取得すると、そのリソース割り当て要求に基づいて走行計画を決定し、その走行計画に従って移動する場合の無線リソースの割り当てをリソース管理サーバ８Ａに依頼する。無線リソースの割り当てを行うので、リソース管理サーバ８Ａは無線リソース割り当て部である。また、走行計画は場所リソースの割り当てに相当しており、計画サーバ９Ａは場所リソース割り当て部である。計画サーバ９Ａが実行する処理は、図１４に示すフローチャートを用いて後に詳述する。
【００８７】
計画サーバ９Ａは、複数の車両５の走行計画を管理するサーバであり、走行計画リスト１０は、複数の車両５の走行計画が含まれたリストである。走行計画は、車両５が走行する予定の経路と、その経路上の各場所を通過する予定時刻とが含まれる。電波マップ１１は、基地局３から届く電波の信号強度を場所別に示したマップであり、基地局３ごとにマップが存在する。電波マップ１１は、計測車を走行させること等により、予め計測して作成されている。信号強度は通信効率に関係しており、電波マップ１１は無線リソースマップである。
【００８８】
図１４に、計画サーバ９Ａが実行する処理を示している。計画サーバ９Ａは、図１４に示す処理を周期的に実行する。Ｓ３１では、リソース割り当て要求を受信したか否かを判断する。Ｓ３１の判断がＮＯであれば図１４に示す処理を終了し、ＹＥＳであればＳ３２へ進む。
【００８９】
Ｓ３２では、リソース割り当て要求に含まれている必要通信速度を確保できるように、リソース割り当て要求を送信した車両５の走行計画を導出する。Ｓ３２では、詳しくは図１５に示す処理を実行する。
【００９０】
図１５において、Ｓ３２０１では、リソース割り当て要求に含まれている起点ＰＳから終点ＰＧまでの間と、その周辺を基地局エリア７としている基地局群の電波マップ１１を取得する。図１３に示した例では、基地局３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの電波マップ１１を取得する。
【００９１】
Ｓ３２０２では、Ｓ３２０１で取得した電波マップ１１に対応する基地局エリア７を走行する予定の車両５の走行計画を、走行計画リスト１０から取得する。図１６に、走行計画リスト１０から取得した走行計画の例を概念的に示している。図１６において、車両５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅから延びる矢印線が、車両５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅの走行計画である。
【００９２】
Ｓ３２０３では、起点ＰＳから終点ＰＧへ到達できる経路を探索する。図１６には、Ｓ３２０３で探索した３つの経路Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３も示している。Ｓ３２０４では、仮走行計画を導出する。仮走行計画は、Ｓ３２０３で探索した経路Ｒを、制限速度など、経路Ｒを走行する場合に想定される車速で走行するとして導出する。ただし、車速だけでなく、他の車両５との車間距離を安全距離だけ確保できる計画であることも条件となる。これは場所リソースを確保できる走行計画を導出していることを意味する。安全距離は一定距離でもよいし、車速に応じて変化する距離でもよい。他の車両５は、Ｓ３２０２で走行計画を取得した車両５である。仮走行計画は、Ｓ３２０３で探索した経路すべてに対して導出する。
【００９３】
Ｓ３２０５では、仮走行計画で移動した場合に、必要無線リソースを予約できるか否かを推定する。必要無線リソースは、必要通信速度を得るために必要な無線リソースである。図１６には、車両５Ａが起点ＰＳにいる時刻ｔ０からある時間後の時刻ｔ１における車両５Ａ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅの場所を破線で示している。なお、図１６において、時刻ｔ１における車両５Ａの場所は、経路Ｒ２を走行した場合である。また、時刻ｔ１における車両５Ｃ、５Ｄ、５Ｅの場所は、Ｓ３２０２で取得した走行計画から決定する。
【００９４】
図１６に示す例では、時刻ｔ１において、基地局エリア７Ｃに車両５が集中しており、無線リソースが不足する恐れがあると推定できる。このように、Ｓ３２０５の判断は、時刻ごとに、各基地局エリア７に存在する車両５の数から推定する。また、図１６に示すように、経路Ｒ３には、どの基地局エリア７にも含まれない区間がある。したがって、この区間を走行する際の無線リソースは予約することができない。以上より、図１６の例では、必要無線リソースを予約できると推定できる経路は経路Ｒ１のみである。
【００９５】
Ｓ３２０６では、Ｓ３２０５で必要無線リソースを予約できると推定した経路に対して、基地局別かつ場所別の予約リソース量を算出する。予約リソース量は、予約を要求する無線リソース量であり、その値は必要無線リソースと同じである。つまり、予約リソース量は必要リソース量である。予約リソース量は、走行経路と、電波マップ１１と、必要通信速度に基づいて算出する。走行経路は、Ｓ３２０５で必要無線リソースを予約できると推定した経路である。図１６に示す経路Ｒ１では、基地局３Ａ、３Ｂ、３Ｄと通信することになる。よって、これらの基地局３Ａ、３Ｂ、３Ｄにつていの電波マップ１１において、経路Ｒ１が通る部分を用いる。図１７の上段に、基地局３Ａ、３Ｂ、３Ｄの電波マップ１１において経路Ｒ１が通る部分を抽出した図を示している。図１７に示す電波マップ１１の縦軸は信号強度である。
【００９６】
予約リソース量は、必要通信速度に通信効率を乗じることで算出できる。そして、信号強度が強いほど高いほど通信効率が高い。したがって、電波マップ１１から定まる信号強度に所定の換算係数を乗じて通信効率を決定することができる。また、信号強度に加えて、場所別の干渉雑音強度、再現性統計に基づくマージンなどを考慮して通信効率を決定してもよい。
【００９７】
基地局エリア７の端は、基地局３から遠いために信号強度が低下することに加えて、別の基地局３の基地局エリア７にもなっており、別の基地局３が送信する電波による干渉がある場合が多い。これらのことから、複数の基地局エリア７が重なる領域では、同じ必要通信速度を確保するためには多くの無線リソース量が必要になる。
【００９８】
図１７の下段には、予約リソース量を算出した結果を示している。図１７の下段は、必要通信速度が走行計画中、一定である場合の予約リソース量である。予約リソース量は一定であっても、上述した理由により、基地局エリア７Ａ、７Ｂが重なる場所Ｐ３〜Ｐ４、基地局エリア７Ｂ、７Ｄが重なる場所Ｐ６〜Ｐ７では必要なリソース量が多くなっている。一方、場所Ｐ５、Ｐ８など、他の基地局エリア７と重なっていない場所であり、かつ、信号強度が強い場所では、必要なリソース量が少なくなっている。
【００９９】
Ｓ３２０７では、Ｓ３２０６で予約リソース量を算出した走行計画に対する評価値を算出する。評価値は、予め設定された評価関数を用いて算出する。評価関数は、移動距離と無線リソースの利用率の最大値の関数である。評価値は、移動に関する容易性と、通信に関する有利性を１つの値で評価したものである。評価関数は、たとえば、移動距離が短いほど評価値が高い値になる関数である。一般に、同じ場所に到達できるなら距離が短いほうがよいからである。ただし、移動距離に代えて、移動時間を評価関数の入力パラメータとしてもよい。
【０１００】
また、評価関数は、無線リソースの利用率の最大値が低いほど評価値が高い値になる関数である。なお、無線リソースの利用率は、基地局３が割り当てることができるリソース量の最大値に対する、予約リソース量の比率である。ここでの無線リソースの利用率は、Ｓ３２０６で予約リソース量を算出した走行計画だけでなく、Ｓ３２０２で取得した他の車両５の走行計画も含む。無線リソースの割り当て可否を決定するためには、無線リソースの割り当てを要求しようとしている車両５だけでなく、すでに割り当て済みの無線リソースを考慮する必要があるからである。
【０１０１】
Ｓ３２０８では、評価値を算出した走行計画に対して、車両５の速度を調整することで無線リソースの利用率が改善可能か否かを判断する。そして、走行計画が改善可能であれば、改善した走行計画に対して評価値を算出する。
【０１０２】
図１８を用い、Ｓ３２０８で実行する処理を具体的に説明する。図１８において、中央にある時刻と経路上の場所とを２軸とするグラフは、仮走行計画にしたがって移動した場合、および、改善した走行計画にしたがって移動した場合、それぞれについて、時刻に対する経路上の場所の変化を示している。また、中央のグラフの下側に配置されているグラフは、中央のグラフと横軸を共通にしている。一方、中央のグラフの左側に配置されている２つのグラフは、中央のグラフの縦軸と同じ経路上の場所軸を持つ。中央のグラフの左側に配置されている２つのグラフは、図１７に示したグラフと同じである。
【０１０３】
中央のグラフの下側にある２つのグラフのうちの上側は、車両５Ａに対して、Ｓ３２０６で算出した予約リソース量である。なお、車両５Ａは今回の処理において無線リソースを割り当てようとしている車両５である。このグラフにおいて点線は仮走行計画に対して決定した予約リソース量である。仮走行計画に対して決定した予約リソース量は、時刻ｔ２１からｔ２２の間に、基地局３Ｂに対して予約するリソース量にピークがある。そして、予約済みのリソース量についても、時刻ｔ２１からｔ２２の間は、基地局３Ｂに対して予約済みのリソース量が多くなっている。したがって、時刻ｔ２１からｔ２２の間は、リソースの利用率が高くなっている。これに起因して評価値は低い値になる。
【０１０４】
このように、予約済みリソース量と予約予定のリソース量がともに高い値となる時間帯がある可能性もある。この場合に、今回、無線リソースを予約しようとしている車両５の速度を変化させれば、予約済みのリソース量のピークと、予約しようとしているリソース量のピークの重なりを少なくすることができる。
【０１０５】
図１８の例では、経路上の場所がＰ１０に到達する時刻を、仮走行計画では時刻ｔ２１であったものを、改善走行計画ではｔ２２になるように、場所Ｐ１０に到達するまでの速度を遅くしている。場所Ｐ１０に到達後は、仮走行計画と改善走行計画の速度は同じである。改善走行計画は変更計画の一例である。
【０１０６】
時刻ｔ２２では、予約済みのリソース量は、ピークよりも低下している。したがって、場所Ｐ１０に到達する時刻をｔ２２とすることで、無線リソースの利用率を下げることができる。この点では、評価値が高くなる。ただし、場所Ｐ１０までの移動速度は低下させているので、移動に関する観点では、評価値が低くなる。改善前の走行計画と改善走行計画のどちらがよいかを評価するために、改善走行計画の評価値を算出する。
【０１０７】
Ｓ３２０６で、複数の仮走行計画に対して必要無線リソースを予約できると推定した場合には、改善走行計画が複数得られることもある。Ｓ３２０９では、評価値が最も高い走行計画を決定する。
【０１０８】
説明を図１４に戻す。Ｓ３３では、無線リソース予約依頼をリソース管理サーバ８Ａに送信する。この無線リソース予約依頼は、Ｓ３２を実行して評価値が最高となった走行計画に対して決定した予約リソース量を含んでいる。予約リソース量は、図１８に示したように、基地局別かつ時刻別のリソース量で表されるが、時刻と車両５の場所とは一対一に対応しているので、基地局別かつ車両５の場所別のリソース量で表されていてもよい。リソース管理サーバ８Ａは、無線リソース予約依頼を受信すると、後述する図１９に示す処理を実行して、無線リソース予約依頼に示されているリソース量を予約できるか否かを判断し、判断結果を示すリソース予約成否情報を計画サーバ９Ａに送信する。
【０１０９】
計画サーバ９Ａは、図１４に示すＳ３４で、このリソース予約成否情報を受信する。Ｓ３５では、割り当て結果を作成する。割り当て結果には、無線リソースの割り当て結果と、場所リソースの割り当て結果である走行計画とが含まれている。無線リソースの割り当て結果には、無線リソースの予約ができた場合には、リソース割り当て要求を送信した車両５に対して割り当てられた無線リソースを示す情報が含まれている。一方、無線リソースの予約ができなかった場合には、予約結果には、そのことを示す情報が含まれている。Ｓ３６では、Ｓ３５で作成した割り当て結果を、リソース割り当て要求を送信した車両５に送信する。
【０１１０】
Ｓ３７では、割り当て結果が、無線リソースの予約ができたという結果であった場合に、走行計画リスト１０に、今回の走行計画と、予約ができた無線リソース量とを追加する。
【０１１１】
図１９には、リソース管理サーバ８Ａのサーバ側通信制御部４２が実行する処理を示している。サーバ側通信制御部４２は、計画サーバ９Ａから無線リソース予約依頼を受信すると、図１９に示す処理を開始する。
【０１１２】
Ｓ４１では、無線リソース予約依頼において示されている予約リソース量を割り当てることができるか否かを判断する。この判断は、第１実施形態のＳ２３においてリソース量を算出した後の処理と同じである。第１実施形態のＳ２３では、リソース割り当て要求が要求している通信速度から必要なリソース量を算出していたが、第２実施形態では、予約リソース量が無線リソース予約依頼に含まれているので、Ｓ４１においてリソース量を算出する必要はない。
【０１１３】
なお、Ｓ４１の処理において、無線リソースが割り当て可能か否かの判断を直接的にはリソース管理サーバ８Ａが行わずに、この判断を基地局３に指示してもよい。この場合には、リソース割り当て要求において無線リソースの割り当てが要求されている各基地局３に、リソース割り当て要求に示されている無線リソースを予約することを指示することになる。この指示を受信した基地局３は、指示された無線リソースを予約できるか否かを判断する。そして、予約成否を示す情報をリソース管理サーバ８Ａへ送信する。
【０１１４】
Ｓ４２では、Ｓ４１で判断した結果を示すリソース予約成否情報を生成する。Ｓ４３では、Ｓ４２で生成したリソース予約成否情報を計画サーバ９Ａへ送信する。このＳ４３が実行されると、計画サーバ９Ａは、図１４のＳ３４以下を実行することになる。
【０１１５】
［第２実施形態のまとめ］
この第２実施形態の車両用通信システム１Ａは、車両５の走行計画を決定する計画サーバ９Ａを備えている。計画サーバ９Ａは、他の車両５に対して決定済みの走行計画を参照できるので、他の車両５との車間距離を一定距離だけ確保できる安全性の高い走行計画を決定することができる。
【０１１６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の車両用通信システム１Ｂは、ハードウェア構成は第２実施形態の車両用通信システム１Ａと同じである。第２実施形態では、計画サーバ９Ａが、電波マップ１１を参照して、予約リソース量を決定していたのに対して、第３実施形態では、リソース管理サーバ８Ａが電波マップ１１を参照して予約リソース量を決定する。
【０１１７】
図２０は、第３実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理の一部を示している。図２０において省略している部分は図１４と同じである。図２０のＳ３１の判断がＹＥＳになった場合にはＳ３２Ａに進む。
【０１１８】
Ｓ３２Ａでは、リソース割り当て要求に含まれている起点ＰＳから終点ＰＧまで、車間距離を安全距離だけ確保できる走行計画を導出する。安全距離は、第２実施形態と同じ意味である。
【０１１９】
図２１にＳ３２Ａの詳細処理を示す。図２１において、Ｓ３２Ａ１では、起点ＰＳから終点ＰＧへ到達できる経路を探索する。Ｓ３２Ａ２では、Ｓ３２Ａ１で探索した経路の一部または全部を走行経路としている走行計画を、走行計画リスト１０から抽出する。Ｓ３２Ａ３では、Ｓ３２０１で探索した経路を、Ｓ３２Ａ２で取得した走行計画で走行する他の車両５と安全車間距離を確保して走行できる走行計画を導出する。
【０１２０】
このようにして走行計画を導出した後は、図２０のＳ３３Ａを実行して、無線リソース予約依頼を、リソース管理サーバ８Ａに送信する。この無線リソース予約依頼には、Ｓ３２Ａで導出した走行計画が含まれている。つまり、無線リソース予約依頼には、起点ＰＳから終点ＰＧまでの走行経路と、走行経路上の各場所を走行する時刻を特定できる情報が含まれている。また、無線リソース予約依頼には、リソース割り当て要求に含まれていた必要通信速度も含まれている。
【０１２１】
図２２は、第３実施形態においてリソース管理サーバ８Ａが実行する処理を示している。第３実施形態では、第２実施形態で計画サーバ９Ａが実行していた処理をの一部をリソース管理サーバ８Ａが実行する。
【０１２２】
図２２において、Ｓ５１では、無線リソース予約依頼に含まれている走行経路の起点ＰＳから終点ＰＧまでの間と、その周辺を基地局エリア７としている基地局群の電波マップ１１を取得する。Ｓ５２では、無線リソース予約依頼に含まれている走行経路に対して、基地局別かつ場所別の予約リソース量を算出する。予約リソース量は、走行経路と、電波マップ１１と、必要通信速度に基づいて算出する。
【０１２３】
Ｓ５３、Ｓ５４、Ｓ５５は、図１５のＳ３２０７、Ｓ３２０８、Ｓ３２０９と同じ処理である。Ｓ５３では、Ｓ５２で予約リソース量を算出した走行計画に対する評価値を算出する。Ｓ５４では、評価値を算出した走行計画に対して、車両５の速度を調整することで無線リソースの利用率が改善可能か否かを判断する。そして、走行計画が改善可能であれば、改善した走行計画に対して評価値を算出する。Ｓ５５では、評価値が最も高い走行計画を決定する。
【０１２４】
Ｓ５６では、評価値が最も高い走行計画で必要となる予約リソース量を割り当てることができるか否かを判断する。この判断は、第２実施形態のＳ４１と同じ方法で行う。Ｓ５７では、Ｓ５６で判断した結果を示す割り当て結果を生成する。Ｓ５７では、Ｓ５６で生成した割り当て結果とＳ５５で決定した走行計画とを、計画サーバ９Ａへ送信する。このＳ５８が実行されると、計画サーバ９Ａは、図２０のＳ３４以下を実行することになる。
【０１２５】
＜第４実施形態＞
第４実施形態の車両用通信システムは、ハードウェア構成は第２実施形態の車両用通信システム１Ａと同じである。したがって、管理サーバ４Ａは、計画サーバ９Ａとリソース管理サーバ８Ａとを備えており、計画サーバ９Ａは電波マップ１１を参照できる。
【０１２６】
図２３は、第４実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理の一部を示している。図２３において省略している部分は図１４と同じである。図２３のＳ３１の判断がＹＥＳになった場合にはＳ３２Ｂに進む。
【０１２７】
Ｓ３２Ｂでは、マージン付き走行計画を導出する。Ｓ３２Ｂでは詳しくは図２４に示す処理を実行する。図２４に示す処理では、まず、第２実施形態の図１５に示すＳ３２を実行して、必要通信速度を確保できる走行計画を導出する。
【０１２８】
続くＳ３２Ｂ１では、Ｓ３２で導出した走行計画での時刻別の車両５の場所の変動範囲を推定する。図２５を用いてＳ３２Ｂ１の処理を説明する。図２５において、ｔ３１は、Ｓ３２で導出した走行計画通りに走行した場合に、場所Ｐ１１に到達する時刻である。
【０１２９】
しかし、実際に走行した場合には、予定通りに走行できるとは限らない。交通状況等による移動速度の変動があり、また、予定通りの出発時刻にならない可能性もあるからである。時刻ｔ３０は、変動要因を考慮した場合に、場所Ｐ１１に車両５が到達する最も早い時刻であり、時刻ｔ３２は、変動要因を考慮した場合に、場所Ｐ１１に車両５が到達する最も遅い時刻である。
【０１３０】
走行計画によりも早くなる時間長さ、走行計画よりも遅くなる時間長さは、起点ＰＳからの距離に応じて増加する長さとすることができる。また、走行計画と実際の走行時間との時間差の統計データが取得できる場合には、その統計データから、上記時間長さを決定してもよい。
【０１３１】
図２５における一点鎖線は、走行計画により示される走行経路上の各場所について、変動要因を考慮した場合に最も早く到達する時刻を示す。一方、図２５における破線は、走行計画により示される走行経路上の各場所について、変動要因を考慮した場合に最も遅く到達する時刻を示す。
【０１３２】
図２５の時刻と経路上場所とのグラフの各時刻における一点鎖線と破線との間が、変動要因を考慮した場合の、走行計画での各時刻における車両５の場所の変動範囲である。Ｓ３２Ｂ２では、各基地局３に対して予約する時刻ごとの予約リソース量を、以下のようにして決定する。図２５の左側には、走行経路上を走行する場合の電波マップ１１、および、各場所で必要となるリソース量を表すグラフを示している。各場所で必要となるリソース量は、電波マップ１１と必要通信速度から決定できる。
【０１３３】
各場所で必要となるリソース量を表すグラフより、場所Ｐ１１では、リソース量ＲＳ１が必要であることが分かる。このリソース量ＲＳ１を、時刻ｔ３０から時刻ｔ３２の間、予約できれば、各時刻における車両５の場所が変動要因により変動しても、車両用通信装置２１は、無線リソース不足により、必要な通信ができなくなってしまう可能性が低減する。
【０１３４】
一方、予約リソース量を、時刻を基準にして考えれば、たとえば、時刻ｔ３０では、車両５は、場所Ｐ１２と場所Ｐ１１の間にいると推定できる。場所Ｐ１２から場所Ｐ１１の間に車両５がいる場合、必要リソース量は、図２５において、経路上の場所とリソース量との関係を示すグラフにおいて、場所Ｐ１２から場所Ｐ１１までの間でのリソース量の最大値である。
【０１３５】
したがって、下記式１、２により、各基地局３に対して予約する時刻ごとの予約リソース量を決定することができる。
【０１３６】
（式１）  ＲＳｒ［Ｘ］（ｔ）≧Ｍａｘ（ＲＳｎ［Ｘ］（Ｐ））
（式２）  ＰＵ（ｔ）≧Ｐ≧ＰＬ（ｔ）
式１において、Ｘは、どの基地局３かを示し、ＲＳｒは予約リソース量を意味する。よって、式１の左辺は、ある基地局３についての時刻ｔでの予約リソース量である。式１の右辺に示すＲＳｎは、必要リソース量、Ｐは経路上の場所である。また、式２に示すＰＵ（ｔ）は、時刻ｔにおいて経路上で最も終点ＰＧに近い場所、ＰＬ（ｔ）は時刻ｔにおいて経路上で最も起点ＰＳに近い場所である。図２５の例では、ＰＵ（ｔ３０）は場所Ｐ１１であり、ＰＬ（ｔ３０）は場所Ｐ１２である。
【０１３７】
図２４の処理を終了したら図２３のＳ３３に進む。Ｓ３３では、無線リソース予約依頼をリソース管理サーバ８Ａに送信する。この無線リソース予約依頼は、Ｓ３２Ｂを実行して決定した基地局別の時刻ごとの予約リソース量を含んでいる。
【０１３８】
［第４実施形態まとめ］
この第４実施形態では、変動要因を考慮して、時刻別の場所の変動範囲を示したマージン付き走行計画を導出する。そして、場所の変動範囲内で車両５の場所が変化しても、無線リソースが不足しないように予約リソース量を決定する。これにより、種々の事情で、ある時刻における車両５の場所が変動しても、割り当てられた無線リソースで必要な通信速度が得られなくなってしまうことが抑制される。
【０１３９】
＜第５実施形態＞
図２６に、第５実施形態の車両用通信システム１Ｃの構成を示す。車両用通信システム１Ｃは、管理サーバ４Ｃが、これまでの実施形態の管理サーバ４、４Ａとは相違する。管理サーバ４Ｃは、２つのリソース管理サーバ８Ａ、８Ｂと、計画サーバ９Ａとを備えている。
【０１４０】
リソース管理サーバ８Ａは、基地局３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄなど、第１ネットワークに属する基地局を管理する。一方、リソース管理サーバ８Ｂは、基地局３Ｍ、３Ｎなど、第２ネットワークに属する基地局を管理する。第１ネットワークと第２ネットワークは、使用する周波数が相互に異なる。基地局エリア７Ｂと基地局エリア７Ｍや、基地局エリア７Ｄと基地局エリア７Ｍなど、第１ネットワークに属する基地局３の基地局エリア７と、第２ネットワークに属する基地局３の基地局エリア７には重複する部分がある。しかし、第１ネットワークと第２ネットワークは、使用する周波数が相互に異なるため、相互の電波干渉はない。第５実施形態では、車両用通信装置２１は、第１ネットワークおよび第２ネットワークのいずれとも接続可能であるとする。
【０１４１】
第５実施形態において計画サーバ９Ａは、図２７に示す処理を実行する。図２７に示す処理では、第２実施形態で示した図１５と同じＳ３２０１からＳ３２０５を実行する。Ｓ３２０１では、起点ＰＳ−終点ＰＧ間およびその周辺を基地局エリア７とする基地局群の電波マップ１１を取得する。Ｓ３２０２では、Ｓ３２０１で取得した基地局群の無線リソースを予約している車両５の走行計画を取得する。Ｓ３２０３では、起点ＰＳから終点ＰＧまでの経路を探索する。Ｓ３２０４では、場所リソースを確保できる仮走行計画を導出する。Ｓ３２０５では、仮走行計画での必要リソース予約可否を推定する。
【０１４２】
Ｓ３２０５を実行した後の処理は第２実施形態と相違しており、図２７では、Ｓ３２０５に続いてＳ３２１０を実行する。Ｓ３２１０では、無線リソースの割り当てを要求するネットワークを、時刻別に決定する。
【０１４３】
本実施形態では、周波数リソースを有効活用するため、同じネットワークに属する基地局３は同じ周波数帯を使用しており、同じネットワークに属する基地局３の基地局エリア７が重なる領域では、ネットワーク内での干渉が生じる。そこで、１つのネットワーク内で干渉があって、他のネットワークでは干渉がない領域では、干渉がない側のネットワークのみを使うという条件を設ける。この条件を第１の条件とする。
【０１４４】
また、１つのネットワークでの通信効率が一定効率以上の領域では、一定効率以上のネットワークのみを使うという条件を設ける。この条件を第２の条件とする。なお、当然、あるネットワークの通信圏外になっている領域では、そのネットワークに対して無線リソースの割り当ては要求しない。異なるネットワークに属する複数の基地局エリア７が重なっている重複領域では、第１の条件および第２の条件のいずれにも該当しないことが、複数のネットワークを使用する条件である。
【０１４５】
図２８の上段のグラフには、起点ＰＳから終点ＰＧまで図２６に示す経路Ｒ１で車両５Ａが走行するときの経路Ｒ１上の場所に対する、各基地局３からの電波の信号強度を示している。このグラフにおいて、実線で第１ネットワークに属する基地局３Ａ、３Ｂ、３Ｄの電波マップ１１を示し、破線で第２ネットワークに属する基地局３Ｍ、３Ｎの電波マップ１１を示している。
【０１４６】
図２８の中段のグラフには、上記第１の条件、第２の条件により、無線リソースの割り当てを要求するネットワークを第１ネットワークに決定した時間帯において、各時刻で要求するリソース量を示している。図２８の下段のグラフには、上記第１の条件、第２の条件により、無線リソースの割り当てを要求するネットワークを第２ネットワークに決定した時間帯において、各時刻で要求するリソース量を示している。
【０１４７】
図２８の中段および下段のグラフでは、時刻ｔ４１までと時刻４４から時刻４５までは第１ネットワークのみ、時刻ｔ４２から時刻ｔ４３までは第２ネットワークのみを、無線リソースを要求するネットワークに決定している。それ以外の時間帯は、第１ネットワークと第２ネットワークの両方を、無線リソースを要求するネットワークに決定している。
【０１４８】
Ｓ３２１１では、Ｓ３２１０で決定したネットワークに属する各基地局３に対して、基地局別かつ場所別の予約リソース量を算出する。予約リソース量は、走行経路と、電波マップ１１と、必要通信速度に基づいて算出する。走行経路は、本実施形態では、Ｓ３２０５で必要無線リソースを予約できると推定した仮走行計画とする。必要無線リソースを予約できると推定した仮走行計画が複数ある場合には、すべての仮走行計画に対してＳ３２１１を実行した後に、第２実施形態で説明した評価値に基づいて１つの走行計画を決定することができる。あるいは、必要無線リソースを予約できると推定した複数の仮走行計画から、走行距離あるいは走行時間に対する基準により、Ｓ３２１１を実行する走行計画を１つの走行計画に決定してもよい。
【０１４９】
Ｓ３２１０において、複数のネットワークに対して無線リソースの割り当てを決定することにしている場合、各基地局３に対して要求する無線リソース量は、同時刻に要求する無線リソース量の合計値が必要無線リソース量以上になるようにする。同時刻において複数の基地局３に対して無線リソースの割り当てを要求する場合、各基地局３に対して要求する無線リソース量は種々の方法で決定することができる。たとえば、各ネットワークに属する基地局３の無線リソースの利用率の合計値が最小となるように、各基地局３に対して要求する無線リソース量を決定することができる。また、通信効率に応じて、要求する無線リソース量を配分してもよい。
【０１５０】
複数の基地局３に対して要求する無線リソース量をどのように決定しても、１つの車両用通信装置２１に対して、ある時刻に無線リソースを割り当てる基地局３を複数にすれば、１つの基地局３の無線リソースの使用率を低くすることができる。このＳ３２１１を実行することで、図２８の中段および下段に示すグラフが得られる。
【０１５１】
［第５実施形態のまとめ］
この第５実施形態では、相互に干渉しない複数のネットワークを利用できる場合には、同じ時刻において無線リソースの割り当てを要求する基地局３を、複数のネットワークに属する複数の基地局３としている。これにより、各基地局３の無線リソースの使用率を低くすることができる。
【０１５２】
また、干渉がある領域で、干渉が生じている基地局３に対して無線リソースの割り当てを要求する場合には、同じ通信速度を得るために、干渉がない領域よりも多くの無線リソース量を必要とする。そこで、この第５実施形態では、１つのネットワーク内で干渉があって、他のネットワークでは干渉がない領域では、干渉がない側のネットワークに属する基地局３にのみ、無線リソースの割り当てを要求する。これによっても、各基地局３の無線リソースの使用率を低くすることができる。
【０１５３】
＜第６実施形態＞
図２９に、第６実施形態の車両用通信システムが備える車載システム１０２の構成を示す。車載システム１０２は、車両用通信装置１２１が車車間通信部２１５を備えている点が、これまでの実施形態で説明した車載システム２と相違する。
【０１５４】
車車間通信部２１５は、他の車両５に搭載された車両用通信装置１２１が備える車車間通信部２１５との間で車車間通信を行う。車車間通信は、基地局３を介さない、車車間通信部２１５間での直接通信である。第６実施形態では、車両側通信制御部２１２は、車車間通信部２１５を制御することによる電波の送受信も行う。
【０１５５】
第６実施形態の車両用通信システムは第２実施形態と同じ管理サーバ４Ａを備える。したがって、管理サーバ４Ａはリソース管理サーバ８Ａと計画サーバ９Ａを備える。第６実施形態でも、計画サーバ９Ａは図１４、図１５に示す処理を実行する。
【０１５６】
ただし、第６実施形態において、計画サーバ９Ａは、複数の車両５でそれぞれ用いられる複数の車両用通信装置２１から、同時期にリソース割り当て要求を受信した場合には、それら複数の車両用通信装置２１に対して、まとめて走行計画を導出することができる。まとめて走行計画を導出する理由は、経路の一部または全部を共通にするためである。経路の一部にいずれの基地局エリア７にも含まれない区間がある場合に、車両側通信部２１１と基地局３との間の通信を車車間通信により中継できる場合に、経路の一部または全部を共通にする。なお、同時期は、リソース割り当て要求を受信してからの経過時間が、予め設定した一定時間とすることができる。また、１つのリソース割り当て要求に走行開始時刻が含まれており、その走行開始時刻になる前に、別のリソース割り当て要求を受信した場合、それら２つのリソース割り当て要求を、同時期に受信したリソース割り当て要求としてもよい。
【０１５７】
図３０を用いて、第６実施形態における計画サーバ９Ａの処理を具体的に説明する。図３０に示す例では、車両５Ａに搭載された車載システム１０２Ａ、車両５Ｂに搭載された車載システム１０２Ｂから、同時期にリソース割り当て要求が送信されたとする。また、そのリソース割り当て要求には、ともにほぼ同じ起点ＰＳと終点ＰＧが含まれていたとする。
【０１５８】
このリソース割り当て要求を受信すると、図１４のＳ３１がＹＥＳになりＳ３２へ進む。Ｓ３２の詳細処理を示す図１５に示す処理を実行することにより、Ｓ３２０３において、図３０に示す経路Ｒ４を、２つのリソース割り当て要求に対してそれぞれ探索する。
【０１５９】
そして、続くＳ３２０４では、仮走行計画を導出する。図３１の上段に、仮走行計画において、通信を考慮しないで制限速度および車間距離などに基づいて決定した走行速度で経路Ｒ４を走行した場合の経路Ｒ４上の電波マップ１１を示す。図３１の下段には、上段の電波マップ１１と、リソース割り当て要求に含まれている必要通信速度から定まる予約リソース量を示している。
【０１６０】
図３０に示すように、経路Ｒ４には、基地局エリア７Ａ、７Ｃのいずれにも含まれない通信途絶区間がある。経路Ｒ４上の通信途絶区間では、車両側通信部２１１は基地局３Ａ、３Ｃと通信をすることができない。この通信途絶区間があるため、図３１の上段グラフには信号強度がゼロとなっている区間があり、下段グラフには、予約リソース量がゼロになっている区間がある。
【０１６１】
場所Ｐ２１からＰ２２までが通信途絶区間になっているが、Ｐ２１−Ｐ２２間は、車車間通信部２１５による通信可能距離よりも短い。そこで、一方の車両５が通信途絶区間を走行している間、他方の車両５は、通信途絶区間の近くの基地局エリア７内に位置して、車車間通信を行って車両側通信部２１１と基地局３との間の通信を中継できる仮走行計画を導出する。
【０１６２】
図３２の中央に示す、時刻軸と経路上の場所軸とを２軸とするグラフが、車車間通信により中継を行う仮走行計画である。図３２の中央のグラフから、車両５Ａが先行し、車両５Ｂが後に続く仮走行計画であることが分かる。
【０１６３】
車両５Ａは、時刻ｔ５１から時刻ｔ５２まで通信途絶区間を走行している。この間、車両５Ｂに対して導出された仮走行計画は経路上の場所に変化がない。基地局エリア７Ａに留まり、車載システム１０２Ａが備える車両側通信部２１１と基地局３Ａとの間の通信を、車載システム１０２Ａ、１０２Ｂが備える車車間通信部２１５により中継するためである。
【０１６４】
車両５Ａが通信途絶区間を通過すると、車両５Ｂも走行を開始する。そして、車両５Ｂは、時刻ｔ５３から時刻ｔ５４まで通信途絶区間を走行している。この間、車両５Ａに対して導出された仮走行計画は経路上の場所に変化がない。基地局エリア７Ｃにおいて通信途絶区間の近くに留まり、車載システム１０２Ｂが備える車両側通信部２１１と基地局３Ｃとの間の通信を、車載システム１０２Ａ、１０２Ｂが備える車車間通信部２１５により中継するためである。
【０１６５】
図３２の中央のグラフに示す仮走行計画を導出したら、次に、計画サーバ９Ａは、Ｓ３２０５へ進む。図３０に示した例では、仮走行計画は１つのみであり、この仮走行計画で必要通信リソース予約可と推定したとする。
【０１６６】
続くＳ３２０６では、Ｓ３２０５で必要無線リソースを予約できると推定した経路に対して、基地局別かつ場所別の予約リソース量を算出する。図３２の左側には、図３１に示した２つのグラフを示している。すでに説明したように、これらのグラフは、通信を考慮しないで決定している。したがって、場所Ｐ２１と場所Ｐ２２の間では予約リソース量がゼロになっている。
【０１６７】
これに対して、図３２の下側には、車車間通信による中継も考慮して車両５Ａに搭載された車両用通信装置２１および車両５Ｂに搭載された車両用通信装置２１に対してそれぞれ決定する時刻ごとの予約リソース量である。
【０１６８】
図３２の下側に示す２つのグラフのうち下側のグラフは、時刻ｔ５１から時刻ｔ５２の間以外は、図３２の左側に示す予約リソース量のグラフと同じである。このグラフにおいて、時刻ｔ５１から時刻ｔ５２の間は、図３２の左側に示す予約リソース量のグラフの場所Ｐ２０におけるリソース量に対して、破線で示す車車間通信による中継を考慮したリソース量が追加されている。
【０１６９】
図３２の下側に示す２つのグラフのうち上側のグラフは、時刻ｔ５３から時刻ｔ５４の間以外は、図３２の左側に示す予約リソース量のグラフと同じである。このグラフにおいて、時刻ｔ５３から時刻ｔ５４の間は、図３２の左側に示す予約リソース量のグラフの場所Ｐ２３におけるリソース量に対して、破線で示す車車間通信による中継を考慮したリソース量が追加されている。これら図３２の下側に示す２つのグラフの各時刻の合計リソース量が、時刻ごとの予約リソース量である。このようにして、Ｓ３２０６で予約リソース量を決定した後、仮に、複数の仮走行計画があれば、Ｓ３２０７以下を実行して、複数の仮走行計画から１つの走行計画を決定する。仮走行計画が１つのみであれば、その仮走行計画を走行計画とする。
【０１７０】
［第６実施形態のまとめ］
この第６実施形態では、走行計画が示す走行経路内に通信途絶区間があっても、通信途絶区間に位置する車両用通信装置２１と基地局３との間の通信を車車間通信により中継できる場合には通信途絶区間を走行する走行計画を導出することができる。よって、走行計画の自由度が拡大する。
【０１７１】
＜第７実施形態＞
第７実施形態の車両用通信システムは、ハードウェア構成は第２実施形態の車両用通信システム１Ａと同じである。したがって、管理サーバ４Ａは、計画サーバ９Ａとリソース管理サーバ８Ａとを備えており、計画サーバ９Ａは電波マップ１１を参照できる。
【０１７２】
第７実施形態では、車両用通信装置２１が送信するリソース割り当て要求に、無線リソースの割り当てを要求する区間の起点ＰＳと終点ＰＧに加えて、移動とは別の用途のための通信である他用途通信を行う時間帯、必要通信速度が含まれている。なお、他用途通信は、テレビ会議のための通信であるとする。
【０１７３】
図３３は、第７実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理の一部を示している。図３３において省略している部分は図１４と同じである。図３３のＳ３１の判断がＹＥＳになった場合にはＳ３２Ｂに進む。
【０１７４】
Ｓ３２Ｂでは、マージン付き走行計画を導出する。マージン付き走行計画の導出処理は第４実施形態で説明した通りであり、マージン付き走行計画では、図２５に示すように、ある時刻において、到達する可能性がある場所の変動範囲が得られる。たとえば、図２５において、時刻ｔ３０では、場所の変動範囲は、場所Ｐ１１から場所Ｐ１２までである。
【０１７５】
なお、第４実施形態では、種々の変動要因を考慮して、マージン付き走行計画を導出していたが、第７実施形態では、変動要因に代えて、調整可能な走行速度範囲を考慮して、マージン付き走行計画を導出する。調整可能な走行速度範囲は、各道路における交通流を乱さない速度範囲である。たとえば、走行速度範囲の上限は各道路の制限速度、下限は制限速度から一定値を減算した値とする。
【０１７６】
Ｓ３２Ｃでは、Ｓ３２Ｂで導出したマージン付き走行計画において、リソース割当要求に含まれている他用途通信を行う時間帯の開始時刻（以下、他用途通信開始時刻）に存在可能な場所の変動範囲において、最も通信効率がよい場所を滞在場所に決定する。
【０１７７】
Ｓ３２Ｄでは、Ｓ３２Ｃで決定した滞在場所に、リソース割当要求に含まれている他用途通信を行う時間帯の間、滞在する走行計画を決定する。この走行計画が、他用途通信を行わない場合よりも走行速度を低下させた計画である場合、走行速度を低下させない走行計画において他用途通信開始時刻に車両５が存在する場所よりも通信効率がよい場所に、他用途通信を行う時間帯の間滞在することになる。
【０１７８】
Ｓ３３では、無線リソース予約依頼をリソース管理サーバ８Ａに送信する。この無線リソース予約依頼は、Ｓ３２Ｄで決定した走行計画に対して決定した予約リソース量を含んでいる。
【０１７９】
図３４、図３５を用いて、第７実施形態における予約リソース量の決定方法を説明する。図３４は、車両５Ａに搭載された車載システム２が、リソース割り当て要求を送信した状態を示しており、起点ＰＳ、終点ＰＧは図に示す通りである。したがって、このリソース割り当て要求に対して、無線リソースを割り当てる基地局３は基地局３Ａ、３Ｂになる。
【０１８０】
図３５において、時刻ｔ６１は他用途通信開始時刻であり、時刻ｔ６２は他用途通信の終了時刻である。図３５の中央に示すグラフは、Ｓ３２Ｄで決定した走行計画に従って車両５Ａが走行した場合の時刻に対する経路上の場所の変化を示すグラフである。左側に示す２つのグラフは、中央のグラフと同じ経路上の場所軸を持ち、その軸に交差する軸はリソース量軸である。左側に示す２つのグラフのうち、中央のグラフに近い側のグラフは、経路上の各場所において、移動のための通信である自動運転をするために行う通信に必要なリソース量である。左側に示す２つのグラフのうち、中央のグラフから遠い側のグラフは、経路上の各場所において、仮にテレビ会議をするとした場合に通信に必要なリソース量である。これらのリソース量は、それぞれの通信に必要な通信速度と、電波マップ１１とから決定している。
【０１８１】
場所Ｐ３１は、Ｓ３２Ｃで決定した滞在場所である。場所Ｐ３１では、必要リソース量が最も少なくなっている。他用途通信開始時刻に存在可能な場所の変動範囲において最も通信効率がよい場所だからである。Ｓ３２Ｄで決定した走行計画は、場所Ｐ３１で時刻ｔ６１から時刻ｔ６２まで滞在する計画である。
【０１８２】
図３５において、中央のグラフの下側に示す２つのグラフは、横軸が中央のグラフと同じ時間軸、縦軸がリソース量を示している。上側のグラフは、各時刻において自動運転をするために行う通信に必要なリソース量を示している。下側のグラフは、各時刻においてテレビ会議のために必要なリソース量を示している。これら２つのグラフにおけるリソース量を、各時刻において合計したリソース量が、Ｓ３３で送信する無線リソース予約依頼に含まれる予約リソース量になる。
【０１８３】
［第７実施形態のまとめ］
この第７実施形態では、リソース割り当て要求に、他用途通信を行う時間帯が含まれている場合、他用途通信を、通信効率がよい場所で滞在して行う走行計画を決定する。これにより、相対的に通信効率の悪い場所で他用途通信をする場合よりも、無線リソースを有効に活用することができる。
【０１８４】
＜第８実施形態＞
第８実施形態の車両用通信システムも、ハードウェア構成は第２実施形態の車両用通信システム１Ａと同じであり、管理サーバ４Ａは、計画サーバ９Ａとリソース管理サーバ８Ａとを備え、計画サーバ９Ａは電波マップ１１を参照できる。
【０１８５】
第８実施形態では、図３６に示す雨天領域Ｒｒや区画線かすれ領域Ｒｐを考慮する。雨天領域Ｒｒは、一定量以上の雨が降っている領域である。区画線かすれ領域Ｒｐは、道路に表された区画線にかすれがある領域である。これらの領域では、自動運転において、車両５に備えられている周辺監視センサにより得られる情報量が低下する。その結果、車両５は、周辺監視センサにより得られる情報量の低下を補うために、自動運転に際し、無線通信により取得する情報量が多くなる可能性がある。
【０１８６】
計画サーバ９Ａは、雨天領域Ｒｒや区画線かすれ領域Ｒｐなど、周辺監視センサにより得られる情報量が低下する領域がどこであるかを、外部のコンピュータとの通信などにより取得することができる。そして、取得した情報をもとに、リスク係数を決定する。リスク係数は、周辺監視センサにより得られる情報量が低下しない場合を基準として、上記領域において通信量が増加する比率を示した係数である。雨量が増加するほど、また、区画線のかすれの程度が大きいほど、この係数は大きい値になる。
【０１８７】
図３７は、第８実施形態において計画サーバ９Ａが実行する処理の一部を示している。図３７において省略している部分は図１５と同じである。図３７に示す処理は、図１５に対して、Ｓ３２０６Ａ、３２０６Ｂが追加されている。図３７に示す処理は、図１４のＳ３２において実行する。
【０１８８】
図３７において、Ｓ３２０６Ａでは、リスク係数を決定する。リスク係数は、経路上の場所ごとに決定する。周辺監視センサにより得られる情報量が低下する程度が大きくなる可能性が高い場所ほど、リスク係数を大きくする。
【０１８９】
図３８の上段のグラフはＳ３２０６で算出した予約リソース量を概念的に示すフラフであり、下段のグラフはＳ３２０６Ａで決定したリスク係数を概念的に示すグラフである。リスク係数のグラフは、区画線かすれ領域Ｒｐおよび雨天領域Ｒｒにおいて１よりも大きい値になっている。
【０１９０】
Ｓ３２０８Ｂでは、Ｓ３２０６で算出した予約リソース量をＳ３２０６Ａで決定したリスク係数で補正する。具体的には、場所別に、Ｓ３２０６で算出した予約リソース量と、Ｓ３２０６Ａで決定したリスク係数を積算する。以降の処理は、補正後の予約リソース量を用いる。補正後の予約リソース量は、周辺監視センサにより得られる情報量が低下する程度が大きくなる可能性を考慮して決定した予約リソース量である。
【０１９１】
［第８実施形態のまとめ］
この第８実施形態では、周辺監視センサにより得られる情報量が低下する程度が大きくなる可能性を考慮して予約リソース量を決定している。したがって、車両用通信装置２１が取得する必要がある情報量が多くなっても、無線リソースが不足してしまう可能性を低減できる。
【０１９２】
以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【０１９３】
＜変形例１＞
サーバ側通信制御部４２は、最大許容リソース量を算出するために用いる係数Ｎの値を、時刻および場所の少なくとも一方に基づいて変更してもよい。係数Ｎの値を大きくするほど、無線リソースを有効活用することができる一方で、係数Ｎの値を大きくするほど輻輳が生じる可能性は高くなる。輻輳を抑制するためには、車両用通信装置２１が、割り当てられた無線リソースを使用する比率が高いほど、係数Ｎを小さくすればよい。
【０１９４】
車両用通信装置２１が、割り当てられた無線リソースを使用する比率は、時刻および場所により変化する可能性がある。たとえば、自動運転においては、夜間は、カメラで得られる情報の精度が低下することから、無線通信で得られる情報を用いる必要性が高まるとした場合、夜間は昼間よりも割り当てられた無線リソースを使用する比率が高くなると想定される。このような想定ができる場合には、夜間は昼間よりも係数Ｎを小さくすることが好ましい。
【０１９５】
また、事故発生頻度が相対的に高い区間では、より多くの情報を利用して走行すべきであることから、事故発生頻度が相対的に高い区間では、割り当てられた無線リソースを使用する比率が高くなると想定される。このような想定ができる場合には、事故発生頻度が相対的に高い予め設定された区間では、事故発生頻度が相対的に低い区間よりも係数Ｎを小さくすることが好ましい。事故発生頻度が相対的に高い区間は、たとえば、交差点およびその付近の区間、合流地点の付近の区間などであり、事故発生頻度が相対的に低い区間は、たとえば道路の直線区間である。
【０１９６】
＜変形例２＞
実施形態では、リソース割り当て要求に走行計画を含ませていた。しかし、車両５の将来の位置が推定できる、走行計画とは別の情報をリソース割り当て要求に含ませてもよい。たとえば、車両５の現在の位置、進行方向、速度を走行計画に代えてリソース割り当て要求に含ませてもよい。
【０１９７】
＜変形例３＞
車両用通信装置２１は、基地局３と通信を行うことに代えて、あるいは、基地局３と通信を行うことに加えて、車車間通信あるいは路車間通信を行ってもよい。
【０１９８】
＜変形例４＞
管理サーバ４が、基地局３別にあってもよい。また、基地局３が管理サーバ４の機能を備えていてもよい。
【０１９９】
＜変形例５＞
実施形態では、時刻別に無線リソースを予約しており、時刻の他に、基地局別に無線リソースを予約する例を説明した。つまり、実施形態では、無線リソースを、時刻と基地局とにより区別した例を説明した。しかし、無線リソースを時刻と基地局以外のパラメータで区別してもよい。無線リソースを区別するパラメータとしては、時刻と基地局以外に、周波数領域、ＣＤＭＡ符号、ＭＩＭＯプリコーディング設定などがある。
【０２００】
周波数領域で無線リソースを区別できる場合、無線リソースの割り当て要求で、複数の周波数領域のうちのいずれの周波数領域の無線リソースを要求するかを指定してもよい。図３９に、周波数領域別の通信効率を示す。図３９には、ｆａからｆｈまでの８つの周波数領域が示されている。これら８つの周波数領域から任意に選択して１つまたは複数の周波数領域の無線リソースの割り当てを要求するようにしてもよい。図３９に示す例では、周波数領域ｆｅは他の周波数領域よりも広い。周波数領域ｆｅは通信効率が悪いため、同じ通信速度を得るために広い周波数領域が必要だからである。一方、周波数領域ｆａ、ｆｂは通信効率が高いので、同じ通信速度を得るためでも、狭い周波数領域でよい。なお、リソース管理サーバ８Ａが、複数の周波数領域から、割り当てる１つまたは複数の周波数領域を決定してもよい。
【０２０１】
ＭＩＭＯプリコーディング設定は、複数のアンテナによるビームフォーミングや複数ストリーム転送を意味する。複数本のアンテナを使うと、１本のアンテナよりも周波数効率が向上するので、少ない周波数領域でもアンテナ本数を増加させれば、周波数領域を広くしなくても通信速度が向上する。そこで、無線リソースの割り当て要求で、複数の周波数領域のうちのいずれの周波数領域の無線リソースを要求するかを指定することに代えて、あるいは、それに加えて、ＭＩＭＯプリコーディング設定を指定してもよい。
【０２０２】
＜変形例６＞
管理サーバ４、４Ａ、４Ｃは、ある車両用通信装置２１に対して、１つの基地局３との通信のために、時刻別の場所および無線リソースの割り当てと同時に、その基地局３と基地局エリア７の一部が重なる他の基地局３に対して、無線リソースの使用を禁止してもよい。
【０２０３】
１つの基地局３を基地局３Ａとし、他の基地局３を基地局３Ｂとして具体的に説明する。基地局３Ａと基地局３Ｂは、図１３に示すように、互いの基地局エリア７Ａ、７Ｂが一部重なっている。車載システム２Ａを搭載した車両５Ａが、基地局エリア７Ａ、７Ｂが重なっている領域に存在している状態で、車載システム２Ａが基地局３Ａと通信をするときに、基地局３Ｂが他の車両用通信装置２１と通信をすると、車載システム２Ａと基地局３Ａとの通信は、干渉により通信効率が低下する可能性がある。そこで、車載システム２Ａに対して、基地局エリア７Ａ、７Ｂが重なっている領域に場所リソースを割り当て、かつ、基地局３Ａが持つ無線リソースを割り当てた時刻に、同時に、基地局３Ｂに対して無線リソースの使用を禁止する。このようにすれば、基地局３Ａと車載システム２Ａとの通信効率の低下が抑制できる。
【０２０４】
なお、基地局３Ｂに対して無線リソースの使用を禁止する時刻に、既に、基地局３Ｂが他の車両用通信装置２１との通信のために無線リソースが割り当てられているなどの理由により、基地局３Ｂに対して無線リソースの使用を禁止できないときもある。そのときは、車載システム２Ａに対する無線リソースの割り当てを、割り当て不可とする。
【０２０５】
＜変形例７＞
電波マップ１１は信号強度を計測して作成していたが、信号強度を計測せず、基地局３からの距離により信号強度を決定する簡易な電波マップとしてもよい。この場合、基地局３からの距離が遠いほど信号強度が低下する。この電波マップの表現形式は、二次元的なものではなく、基地局３からの距離により信号強度が定まる関数としてもよい。この関数は、実質的に、基地局３からの距離が遠いほど信号強度が低下する二次元マップを示しているからである。
【０２０６】
＜変形例８＞
リソース割り当て要求に、必要通信速度に代えて、通信により実行する制御（たとえば車両遠隔制御）など、通信速度が推定できる情報を含ませてもよい。
【０２０７】
＜変形例９＞
無線リソース予約依頼に含まれる予約リソース量は基地局別でなくてもよい。どの基地局の無線リソースを割り当てるかをリソース管理サーバ８Ａが決定してもよいからである。
【０２０８】
＜変形例１０＞
実施形態では、車両５に搭載された車両側通信部２１３が、要求送信部としてリソース割り当て要求を送信していた。しかし、要求送信部は、車両５に搭載されている必要はない。スマートフォンのように携帯される端末が要求送信部としての機能を備えていてもよい。携帯される端末が要求送信部としての機能を備える場合、車両５に持ち込まれた状態でリソース割り当て要求を送信する場合に限らず、車両５の外でユーザに操作され、車両５の外でリソース割り当て要求を送信してもよい。
【０２０９】
さらに、車両５の外でユーザに操作されて、車両５の外でリソース割り当て要求を送信する装置は、携帯される必要はなく、固定型でもよい。固定型である場合、管理サーバ４と有線接続され、リソース割り当て要求を有線通信により送信してもよい。なお、携帯される端末が要求送信部としての機能を備える場合、その携帯される端末は、車両５に持ち込まれて車両用通信装置としても機能してもよいし、車両用通信装置とは別の端末であってもよい。
【０２１０】
車両用通信装置とは別装置であり、要求送信部の機能を備える装置を、以下、要求送信装置とする。要求送信装置は、車両用通信装置を装置ＩＤなどにより指定してもよいし、その指定がなくてよい。要求送信装置が送信するリソース割り当て要求に車両用通信装置の指定がない場合でも、リソース割り当て要求には、場所リソースおよび無線リソースの割り当てを要求する区間を示す情報が最低限含まれる。場所リソースの割り当てを要求する区間を示す情報は、たとえば、前述した起点ＰＳ、終点ＰＧである。さらに、リソース割り当て要求には、起点ＰＳを出発する時刻、終点ＰＧに到着する時刻が含まれていてもよい。
【０２１１】
要求送信装置が送信するリソース割り当て要求に車両用通信装置の指定がない場合の一例は、配車も合わせて要求する場合である。管理サーバ４は、配車サーバとしての機能も備え、あるいは、管理サーバ４は配車サーバと連携して、リソース割り当て要求にて要求されている場所リソースを満たすことができる配車用の車両５を決定する。さらに、配車用の車両５を自動運転制御により起点ＰＳまで移動させてもよい。
【０２１２】
＜変形例１１＞
第７実施形態では、他用途通信開始時刻に存在可能な場所の変動範囲において、最も通信効率がよい場所を滞在場所に決定していた。しかし、滞在する場所は、他用途通信を行う時間帯内に滞在可能な場所の変動範囲であればよく、他用途通信開始時刻に存在可能な場所の変動範囲内である必要はない。他用途通信を行う時間帯の一部の時間帯だけでも、通信効率がよい場所に滞在すれば、相対的に通信効率が悪い場所で他用途通信をするよりも無線リソースを有効に活用することができるからである。また、第７実施形態では、滞在場所を、滞在可能な場所の変動範囲において最も通信効率がよい場所としていた。しかし、滞在場所は、他用途通信を行うための滞在をすることなく走行する場合よりも、全体として通信効率が向上する場所であればよい。
【０２１３】
＜変形例１２＞
第６実施形態において、車車間通信により中継する区間を、通信途絶区間に限らず、必要リソース量に対して、割り当て可能な無線リソースが不足する区間としてもよい。つまり、走行経路の一部に、必要リソース量に対して割り当て可能な無線リソースが不足する区間があると判断しても、車車間通信を介した中継により、不足する必要リソース量を提供できる場合、その走行経路を、走行経路の候補とすることもできる。車車間通信を介した中継は、第６実施形態と同様に、無線リソースが不足する区間の前後に位置する車両用通信装置２１が行う。中継するリソース量は、必要リソース量の全部であってもよいし、不足する無線リソース量だけでもよい。
【符号の説明】
【０２１４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：車両用通信システム    ２、２Ａ：車載システム    ３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｍ、３Ｎ：基地局    ４、４Ａ、４Ｃ：管理サーバ（管理装置）    ５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ：車両    ６：道路    ７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｍ、７Ｎ：基地局エリア    ８Ａ、８Ｂ：リソース管理サーバ（無線リソース割り当て部）    ９Ａ：計画サーバ（場所リソース割り当て部）    １０：走行計画リスト    １１：電波マップ    ２１：車両用通信装置    ２２：自動運転装置    ２３：位置検出器    ４１：サーバ側通信部    ４２：サーバ側通信制御部    ４３：サーバ側送信部（管理装置側送信部）    ４４：サーバ側受信部（管理装置側受信部）    １０２、１０２Ａ、１０２Ｂ：車載システム    １２１：車両用通信装置    ２１１：車両側通信部    ２１２：車両側通信制御部    ２１３：車両側送信部（要求送信部）    ２１４：車両側受信部    ２１５：車車間通信部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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