(57)【要約】  【課題】  ＤＳＲＣにより基地局通信装置と移動局通信装置の間で双方向通信を行う通信システムにおいて、データ通信の確実性を向上させることが可能な基地局通信装置及び通信方法を提供すること。  【解決手段】  ＴＣＰ／ＩＰ通信等を行うアプリケーション部１１１、１１２と、ＤＳＲＣによる無線通信を行う通信層の通信処理部３１と、その間でインタフェースをとるアダプティブ層のデータ処理部２１及び移動局通信装置との間で送受信を行う無線部４１を設ける。無線データ監視部４１３で移動局通信装置から送信される信号を受信して測定した電界強度と、送信データ蓄積部３１５に蓄積されたアプリケーション部１１１、１１２から移動局通信装置へ送信する残りデータ量から移動局通信装置毎の優先係数を決定し、この優先係数に基づいて各移動局通信装置へ送信するブロックデータを通信フレームの各スロットに割り付ける。【選択図】  図２
2005223406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭域通信による無線通信を行う通信層を有し、通信フレームの複数のスロットを共有して複数の移動局通信装置との間でデータ通信が可能な通信システムの基地局通信装置において、
前記移動局通信装置へ送信するデータを複数のブロックデータに分割するデータ分割手段と、
前記ブロックデータを前記通信フレームのスロットに割り付けるブロックデータ割り付け手段と、
を備え、
前記ブロックデータ割り付け手段は、複数の前記移動局通信装置と通信を行っている場合に、前記移動局通信装置毎に割り当てられる、前記ブロックデータを割り付ける前記通信フレームのスロット数を可変的に設定する基地局通信装置。
【請求項２】
前記移動局通信装置から送信されるデータの通信状況を監視する通信状況監視手段をさらに備え、
前記ブロックデータ割り付け手段は、前記通信状況監視手段の監視結果に応じて、前記スロット数を設定する請求項１記載の基地局通信装置。
【請求項３】
前記通信状況監視手段は、前記移動局通信装置からの受信信号の受信レベルを監視し、
ブロックデータ割り付け手段は、前記受信レベルに応じて、前記スロット数を設定する請求項２に記載の基地局通信装置。
【請求項４】
前記移動局通信装置から送信される走行速度情報を取得する走行速度情報取得手段をさらに備え、
前記ブロックデータ割り付け手段は、前記取得した走行速度情報に応じて、前記スロット数を設定する請求項１に記載の基地局通信装置。
【請求項５】
前記ブロックデータ割り付け手段は、前記移動局通信装置へ送信するデータの残り量に応じて、前記スロット数を設定する請求項１ないし４のいずれか一項記載の基地局通信装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基地局通信装置と、前記基地局通信装置との間でデータの送受信を行う送受信手段を備える移動局通信装置と、を有する通信システム。
【請求項７】
狭域通信による無線通信を行う通信層を有し、通信フレームの複数のスロットを共有して複数の移動局通信装置との間でデータ通信が可能な通信システムの基地局通信装置における通信方法において、
前記移動局通信装置へ送信するデータを複数のブロックデータに分割するステップと、
前記移動局通信装置からの受信信号の信号強度情報、前記移動局通信装置に対する送信データの残り量情報、および前記移動局通信装置の走行速度情報のうち少なくとも一つを取得するステップと、
前記取得した情報に基づいて、前記移動局毎に割り当てられる、前記ブロックデータを割り付ける前記通信フレームのスロット数を設定するステップと、
を有する通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭域通信による無線通信を用いて移動局通信装置との間でデータ通信を行う基地局通信装置、通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
狭域通信（ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communication）は、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７５（非特許文献１）として規格化され、有料道路の自動料金収受システム（ＥＴＣ：Electronic Tool Collection system）等のトランザクション型の無線通信システムに実用化されている。
【０００３】
狭域通信を用いた無線通信システムとしては、交通情報システムにおいて旅行情報サービスを提供するもの（特許文献１）や、地理情報サービスを提供するもの（特許文献２）等が提案されている。
【０００４】
近年、自動車等の車両や車両交通システムにおける情報化の進展と共に、狭域通信を用いて様々なサービスを行うことが考えられ、例えばインターネット等にも利用されている。ＩＰネットワークに接続した路側装置等の基地局通信装置を介して、道路を走行する車両に搭載された車載器等の移動局通信装置と、ＩＰネットワークに接続されたサーバ装置やシステム等との間でデータ交換を行う通信システムが検討されている。
【０００５】
また、ＩＰネットワーク等に接続するための、ＤＳＲＣ上でのデータ通信に用いるアダプティブ層として、ＡＲＩＢ  ＴＲ−Ｔ１７  １．０版において、アプリケーションサブレイヤ（以下、ＡＳＬという）の標準仕様の策定がなされている（非特許文献２）。
【０００６】
ＤＳＲＣにより基地局通信装置と移動局通信装置の間で双方向通信を行う場合は、基地局通信装置から見たアップリンクとダウンリンクに異なる周波数のチャネルを用い、それぞれのチャネルでデータを複数のブロックデータに分割し、スロットに割り付けた通信フレームを単位とする同期式時分割通信によってデータ通信を行う。
【０００７】
通信フレームには、複数の移動局通信装置との間で双方向通信が可能なように、ブロックデータを格納して送受信を行うためのメッセージデータスロット（ＭＤＳ：Message Data Slot）が複数配置される。更に、基地局通信装置から送信する通信フレームの構成情報、通信スロットの使用状況などを格納するフレームコントロールメッセージスロット（ＦＣＭＳ： Frame Control Message Slot）と、移動局通信装置が基地局通信装置に対して通信スロットの割り付けを要求するためのアクティベーションスロット（ＡＣＴＳ：ACTivation Slot）と、移動局通信装置の固有情報が格納され基地局通信装置に対して送信されるワイヤレスコールナンバースロット（ＷＣＮＳ：Wireless Call Number Slot）とがある。
【０００８】
また、ＭＤＳは、ダウンリンク（またはアップリンク）においてブロックデータを格納するメッセージデータチャネル（ＭＤＣ：Message Data Channel）と、アップリンク（またはダウンリンク）においてＭＤＣの受信確認応答として返信されるアクノレッジチャネル（ＡＣＫＣ：ACKnowledge Channel）から構成される。
【０００９】
上記の通信フレームを使用して、通信エリアにある移動局通信装置に対して基地局通信装置からデータを送信する場合は、各ＭＤＳに移動局通信装置へ送信するブロックデータを割り付ける必要がある。ＡＳＬを用いてアプリケーション層からのデータを基地局通信装置から移動局通信装置に送信する場合、基地局通信装置は、通信エリアにある移動局通信装置が１台であれば、通信フレームにおける全てのＭＤＳをその移動局通信装置へ送信するブロックデータを格納するように割り付けることができる。
【００１０】
一方、通信エリアに複数の移動局通信装置が存在場合、各移動局通信装置への送信ブロックデータとして割り付けられるスロット数は、通信内容等の条件が同一である場合、通信エリアで通信中の移動局通信装置で等分された値となる。
【特許文献１】特開２００２−１９７５９１号公報
【特許文献２】特開２００２−２１６２９２号公報
【非特許文献１】「狭域通信（ＤＳＲＣ）システム標準規格」第１．２版、社団法人  電波産業会、２００３年１０月１６日
【非特許文献２】「挟域通信（ＤＳＲＣ）アプリケーションサブレイヤ標準仕様及びそれを用いた陸上移動局の接続性に係る試験項目・試験条件」第１．０版、社団法人  電波産業会、２００３年１０月１６日、Ｐ．４５−４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、移動局通信装置を搭載した車両には、直径が数十メートルの通信エリアを高速で走行するものや比較的低速で通過するもの、さらに、異なる車線を追い越すもの等、様々な走行状況が考えられる。高速で走行する車両に搭載された移動局通信装置は、低速で通過する移動局通信装置より早く通信エリアから離脱するので、通信エリアにおける通信可能時間は短くなり、基地局通信装置から送信すると想定していたデータの一部が移動局通信装置において受信できないことが起こり得るため、データ通信の確実性が低下してしまうといった事情があった。
【００１２】
また、基地局通信装置から送信するデータ量は、移動局通信装置毎に必ずしも一定ではないため、データ量が多い移動局通信装置に対するデータの一部を送信しきれないことが起こり得るため、データ通信の確実性が低下してしまうといった事情があった。
【００１３】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ＤＳＲＣにより基地局通信装置と移動局通信装置の間で双方向通信を行う通信システムにおいて、データ通信の確実性を向上させることが可能な基地局通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の基地局通信装置は、狭域通信による無線通信を行う通信層を有し、通信フレームの複数のスロットを共有して複数の移動局通信装置との間でデータ通信が可能な通信システムの基地局通信装置において、
前記移動局通信装置へ送信するデータを複数のブロックデータに分割するデータ分割手段と、
前記ブロックデータを前記通信フレームのスロットに割り付けるブロックデータ割り付け手段と、
を備え、
前記ブロックデータ割り付け手段は、複数の前記移動局通信装置と通信を行っている場合に、前記移動局通信装置毎に割り当てられる、前記ブロックデータを割り付ける前記通信フレームのスロット数を可変的に設定する。
【００１５】
この構成により、通信エリアを走行する複数の移動局通信装置へデータを送信する際に、データをブロックデータに分割して割り付ける通信フレームの移動局通信装置毎のスロット数を適切に設定して、データ転送効率を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の一態様として、上記の基地局通信装置において、前記移動局通信装置から送信されるデータの通信状況を監視する通信状況監視手段をさらに備え、
前記ブロックデータ割り付け手段は、前記通信状況監視手段の監視結果に応じて、前記スロット数を設定する。
【００１７】
この構成により、通信状況に応じて各移動局通信装置毎にスロット数を適切に設定するので、データの送信漏れを回避することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様として、上記の基地局通信装置において、前記通信状況監視手段は、前記移動局通信装置からの受信信号の受信レベルを監視し、
ブロックデータ割り付け手段は、前記受信レベルに応じて、前記スロット数を設定する。
【００１９】
この構成により、各移動局通信装置へ送信すると想定しているデータを全て送信でき、データ転送効率が向上する。
【００２０】
また、本発明の一態様として、上記の基地局通信装置において、前記移動局通信装置から送信される走行速度情報を取得する走行速度情報取得手段をさらに備え、
前記ブロックデータ割り付け手段は、前記取得した走行速度情報に応じて、前記スロット数を設定する。
【００２１】
この構成により、通信エリアを走行する複数の移動局通信装置へデータを送信する際に、通信フレームに割り付ける移動局通信装置毎のスロット数を適切に設定して、データ転送効率を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明の一態様として、上記の基地局通信装置において、  前記ブロックデータ割り付け手段は、前記移動局通信装置へ送信するデータの残り量に応じて、前記スロット数を設定する。
【００２３】
この構成により、通信エリアを走行する複数の移動局通信装置へデータを送信する際に、通信フレームに割り付ける移動局通信装置毎のスロット数を適切に設定して、データ転送効率を向上させることができる。
【００２４】
本発明の通信システムは、上記のいずれかに記載の基地局通信装置と、前記基地局通信装置との間でデータ通信を行う通信手段を備える移動局通信装置と、を有するものである。
【００２５】
この構成により、通信エリアを走行する複数の移動局通信装置へデータを送信する際に、データをブロックデータに分割して割り付ける通信フレームの移動局通信装置毎のスロット数を適切に設定して、データ転送効率を向上させることができる。
【００２６】
本発明の通信方法は、狭域通信による無線通信を行う通信層を有し、通信フレームの複数のスロットを共有して複数の移動局通信装置との間でデータ通信が可能な通信システムの基地局通信装置における通信方法において、
前記移動局通信装置へ送信するデータを複数のブロックデータに分割するステップと、
前記移動局通信装置からの受信信号の信号強度情報、前記移動局通信装置に対する送信データの残り量情報、および前記移動局通信装置の走行速度情報のうち少なくとも一つを取得するステップと、
前記取得した情報に基づいて、前記移動局毎に割り当てられる、前記ブロックデータを割り付ける前記通信フレームのスロット数を設定するステップと、
を有する。
【００２７】
この方法により、通信エリアを走行する複数の移動局通信装置へデータを送信する際に、通信フレームに割り付ける移動局通信装置毎のスロット数を適切に設定して、データ転送効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ＤＳＲＣにより基地局通信装置と移動局通信装置の間で双方向通信を行う通信システムにおいて、データ通信の確実性を向上させることが可能な基地局通信装置及び通信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本実施形態の狭域通信（ＤＳＲＣ）による無線通信を用いた通信システムとしては、上位のアプリケーション層においてトランザクション形式のアプリケーションであっても非トランザクション形式のアプリケーションでもよいが、本実施形態では、その一例として非トランザクション形式の通信であるＴＣＰ／ＩＰ通信を行う通信システムを例示する。まず、本実施形態の通信システムの概要を説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの概略構成を示す図である。本実施形態の通信システムは、ＤＳＲＣによって双方向通信を行う、基地局通信装置１および一ないし複数の移動局通信装置２を有する。基地局通信装置１及び移動局通信装置２は、それぞれソフトウェア及びハードウェアを含む通信システムの階層構造をなしている。
【００３１】
基地局通信装置１は、上位のアプリケーション層としてのＴＣＰ／ＩＰ通信を行うネットワーク層に相当するアプリケーション部１１１、１１２と、互いに異なる通信方式であるＴＣＰ／ＩＰ通信とＤＳＲＣとの同期をとってデータ通信の橋渡しをするアダプティブ層としてのアプリケーションサブレイヤ（ＡＳＬ）に相当するデータ処理部２１と、下位の通信層としてのＤＳＲＣを行う通信処理部３１と、最下位の物理層に相当する基地局アンテナ４１１を含む無線部４１とを有する構成である。同様に、移動局通信装置２は、アプリケーション部１２１、１２２と、データ処理部２２と、通信処理部３２と、移動局アンテナ４２１を含む無線部４２とを有する。
【００３２】
ＤＳＲＣは、所定時間単位の１つの通信フレームを複数のスロットに時分割し、各スロットにデータを分割した所定サイズのブロックデータを割り付けて送受信を行う同期式時分割通信である。
【００３３】
上記のような通信システムにおいて、通信処理部３１、３２及び無線部４１、４２によってＤＳＲＣの双方向通信を行う場合、基地局通信装置１は、通信フレームの時分割された複数のスロットにおいて移動局通信装置２へ送信するデータを分割したブロックデータの割り付けを行い、任意の移動局通信装置２に対してデータを送信することが可能である。
【００３４】
また、基地局通信装置１は、移動局通信装置２に対して送信問い合わせメッセージ（以下、送信問い合わせ要求という）を送信し、この送信問い合わせ要求を受信した移動局通信装置２は、基地局通信装置１に対して送信問い合わせ応答メッセージ（以下、送信問い合わせ応答という）を送信する。この基地局通信装置１からの送信問い合わせ要求、及び移動局通信装置２からの送信問い合わせ応答は、それぞれ通常のデータ送信と同一のチャネルで行われる。
【００３５】
このとき、移動局通信装置２は、自装置に割り付けられたスロットでのみデータの送受信が可能であり、移動局通信装置２から基地局通信装置１へデータを送信する場合は、基地局通信装置１からの送信問い合わせ要求を受信して送信問い合わせ応答を送信するタイミングにおいてのみ、この送信問い合わせ応答に付加して行うことができる。
【００３６】
このため、本実施形態では、データ処理部２１、２２によって、通信処理部３１、３２とアプリケーション部１１１、１１２、１２１、１２２との間の同期を適切にとることにより、アプリケーション部１１１、１１２、１２１、１２２におけるＴＣＰ／ＩＰ通信のスループットを向上させる。
【００３７】
これにより、基地局通信装置１と移動局通信装置２との間でデータの送受信を効率良く実行可能にする。この結果、ネットワークに接続されたパーソナルコンピュータや携帯電話機、携帯情報端末等と同様に、移動局通信装置２上で動作するアプリケーションによって、基地局通信装置１に接続されたサーバ装置などにアクセスでき、各種の情報を取得したり、提供することが可能となる。
【００３８】
図２は、本発明の実施形態に係る基地局通信装置の主要な概略構成を示す図である。本実施形態の基地局通信装置１は、前述したように、ソフトウェア及びハードウェアを含む通信システムの階層構造をなしており、アプリケーション部１１１、１１２と、データ処理部２１と、通信処理部３１及び無線部４１を有して構成される。
【００３９】
アプリケーション部１１１、１１２は、例えばネットワークに接続するためのブラウザ等のアプリケーションであり、コンピュータソフトウェアの動作による各種機能によって実現されるものである。このアプリケーション部１１１、１１２は、ＴＣＰ／ＩＰ通信によって移動局通信装置２等の他の装置との間でデータの送受信処理を実行する。なお、アプリケーション部１１１、１１２はＴＣＰ／ＩＰ通信以外の非トランザクション形式やトランザクション形式のアプリケーションでもよい。
【００４０】
データ処理部２１は、上位のアプリケーション層と下位の通信層との同期をとるためのもので、データ送受信部２１１と、送信問い合わせ処理部２１２と、データ分割処理部２１３と、アプリケーション登録部２１４と、アプリケーション管理部２１５とを含む。
【００４１】
データ送受信部２１１は、アプリケーション部１１１、１１２と通信処理部３１との間でアプリケーションのファイルデータ等のＩＰパケットデータの送受信を行う。
【００４２】
送信問い合わせ処理部２１２は、ＤＳＲＣにおいて用いる送信問い合わせ要求を生成する。また、この送信問い合わせ要求は、移動局通信装置２に対して送信すべきデータがあるかないかを問い合わせるためのデータチェックの機能と、移動局通信装置２が通信エリアにあるか否かを問い合わせるためのヘルスチェックの機能とを併せ有している。
【００４３】
データ分割処理部２１３は、アプリケーション部１１１、１１２から移動局通信装置２へ送信するデータを、ＤＳＲＣの通信フレームを構成するスロットサイズ以下のブロックデータに分割する。
【００４４】
アプリケーション登録部２１４は、アプリケーション部１１１、１１２のうち使用するいずれかのアプリケーション部を登録するものである。また、アプリケーション管理部２１５は、登録されたアプリケーション部によるアプリケーションの起動／終了や実行状況を管理、監視するものである。
【００４５】
通信処理部３１は、ＤＳＲＣを用いて移動局通信装置２との間でデータの送受信処理を行うもので、送受信処理部３１１と、移動局管理部３１２と、データ処理部管理部３１３と、割り付け処理部３１４と、送信データ蓄積部３１５とを含む。
【００４６】
送受信処理部３１１は、通信フレームに編成されたブロックデータを移動局通信装置との間でＤＳＲＣにより送受信する。移動局管理部３１２は、送信問い合わせ要求に対する移動局通信装置２の応答状況によって通信エリアにある移動局通信装置２を把握し、通信相手となる移動局通信装置２を登録する。
【００４７】
データ処理部管理部３１３は、通信相手の移動局通信装置２のデータ処理部２２の種別を把握し、データ処理部のプロトコルの相違やデータ送受信処理の際に生じるエラーの発生を監視する。
【００４８】
割り付け処理部３１４は、データ分割処理部２１３により分割したブロックデータを通信フレームにおける移動局通信装置毎の各スロットに割り付ける。また、通信データ蓄積部３１５は、移動局通信装置２データ２へ送信するデータを一時的に蓄積する。
【００４９】
無線部４１は、送受信する通信フレームの信号をＡＳＫ方式、又はＱＰＳＫ方式により変復調する変復調部４１２と、移動局通信装置２から送信される電波を監視し、電界強度を測定する無線データ監視部４１３と、移動局通信装置２との間で無線通信を行う無線送受信部４１４と、電波を送受信する基地局アンテナ４１１とを含む。
【００５０】
以上のように構成された本実施形態の基地局通信装置１の動作について説明する。図３〜図５は本実施形態の基地局通信装置１における処理手順を説明するためのフローチャートである。
【００５１】
まず、図３、４に示すフローチャートを用いて基地局通信装置１における処理手順の概略を説明する。
【００５２】
始めに、基地局通信装置１を起動（ステップＳ１０１）し、アプリケーション部１１１、１１２のうち、使用するアプリケーション部を選択してアプリケーション登録部２１４、２１５に登録する（ステップＳ１０２）。なお、本実施形態では、登録するアプリケーション部として２つのアプリケーション部１１１、１１２を例示したが、登録するアプリケーション部は１つないし複数であってもよい。また、アプリケーション部は、トランザクション系アプリケーション、非トランザクション系アプリケーションのいずれでも構わない。
【００５３】
次いで、ステップＳ１０３で基地局通信装置１を終了するか否かを判定する。その結果、終了する場合は、基地局通信装置１の処理手順を終了する。
【００５４】
一方、基地局通信装置１を終了しない場合は、移動局管理部３１２において通信エリアに進入した移動局通信装置２があるか否かを判定し（ステップＳ１０４）、通信エリアに移動局通信装置２が進入していなければ、ステップＳ１０６に進む。
【００５５】
通信エリアに通信可能な移動局通信装置２が進入している場合は、その移動局通信装置２を移動局管理部３１２に登録する（ステップＳ１０５）。続いて、ステップＳ１０６では、移動局通信装置２が通信エリアから離脱したか否かを判定し、離脱していなければステップＳ１０８に進む。また、ステップＳ１０６における判定の結果、移動局通信装置２が通信エリアから離脱している場合は、移動局管理部３１２に登録されている当該移動局通信装置２を削除する（ステップＳ１０７）。
【００５６】
ステップＳ１０８では、移動局管理部３１２に１台以上の移動局通信装置２が登録されているか否かを判定し、登録されている移動局通信装置２がなければ、ステップ１０３の基地局通信装置１の終了を判定する手順に戻る。
【００５７】
ステップＳ１０８において１台以上の移動局通信装置２が移動局管理部３１２に登録されている場合は、登録されている移動局通信装置２は２台以上か否かを判定する（ステップＳ１０９）。その結果、いずれの場合にも移動局通信装置２宛の送信データをデータ分割処理部２１３で分割して送信データ蓄積部３１５に蓄積し、そして、２台以上の移動局通信装置２が登録されている場合はステップＳ１１０へ、１台の移動局通信装置２が登録されている場合はＳ１１１へそれぞれ進む。
【００５８】
そして、ステップ１０９で２台以上の移動局通信装置２が登録されていると判定された場合には、ブロックデータを割り付け可能なスロット数より多いブロックデータが送信データ蓄積部３１５に蓄積されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００５９】
ステップＳ１１０における判定の結果、ブロックデータを割り付け可能なスロット数に相当する以上のデータが蓄積されていれば、送信すべきデータ量が多いため、移動局通信装置毎に送信するブロックデータを割り付けるスロット数を決定し（ステップＳ１１２）、決定した移動局通信装置毎のスロット数に従ってそれぞれブロックデータを割り付ける（ステップＳ１１３）。その後、ステップＳ１０３の基地局通信装置１の終了を判定する手順に戻る。なお、ステップＳ１１２のブロックデータを割り付けるスロット数の決定処理については後述する。
【００６０】
一方、ステップＳ１０９で登録されている移動局通信装置２が１台と判断された場合、またはステップＳ１１０で移動局通信装置２へ送信するデータが割り付け可能なスロット数以上に相当しない場合は、送信すべきデータ量が多くないため、ステップＳ１１１において、割り付け処理部３１４においてブロックデータを通信フレームのスロットに割り付ける。その後、ステップＳ１０３の基地局通信装置１の終了を判定する手順に戻る。
【００６１】
次に、図５に示すフローチャートを用いて、ステップＳ１１２におけるスロット割り付け数を決定する手順の内容を詳細に説明する。
【００６２】
始めに、移動局管理部３１２に登録されている移動局通信装置の数を検索し（ステップＳ２０１）、そのうちの１台に着目する（ステップＳ２０２）。
【００６３】
ステップＳ２０３において、データ処理部２１は移動局通信装置２から通信エリアにおける走行速度情報が基地局通信装置１に対して送信されているか否かを判定する。その結果、走行速度が送信されている場合はこれを受信し、受信した走行速度から当該移動局通信装置へ送信するデータのブロックデータを割り付ける優先係数を算出する（ステップＳ２０４）。なお、移動局通信装置２から送信される走行速度情報は、移動局通信装置２が通信エリアに進入した際に、基地局通信装置１から走行速度情報を通知するように要求することに対して返送されるものである。
【００６４】
ここで、優先係数とは対象となる移動局通信装置に対するデータ送信の優先度を示すものであり、例えば、通信エリアにある全ての移動局通信装置２へデータを送信する際の単位時間当たりの全スロット数に対する、当該移動局通信装置へ送信するブロックデータを割り付けるスロット数の比である。
【００６５】
通信エリアが小さい場合、車両の走行速度は急激に変化しないものと考えられ、走行速度が速い移動局通信装置は短時間で通信エリアを通過するので、走行速度の遅い移動局通信装置に比較して短時間のうちにデータを送信する必要がある。このため、受信した走行速度情報から走行速度が速い移動局通信装置へ送信するデータのブロックデータを割り付ける優先係数を高くなるように設定することにより、基地局通信装置から通信エリアにある全ての移動局通信装置へデータを送信するためのブロックデータを割り付け可能なスロット数のうち、早い時刻において走行速度が速い移動局通信装置へ送信するデータのブロックデータを多く割り割り付けるようにする。
【００６６】
ステップＳ２０３において移動局通信装置２から通信エリアにおける走行速度情報が送信されていない場合、無線データ監視部４１３により移動局通信装置から送信される通信フレームのＭＤＳにおけるＡＣＫＣ等の信号を受信し、電界強度に換算した通信受信感度情報を取得する（ステップＳ２０５）
【００６７】
ここで、通信受信感度情報として電界強度を測定する理由について、図６を用いて説明する。図６は、通信エリアに低速で走行する移動局通信装置Ａと高速で走行する移動局通信装置Ｂが同時に進入して、ＡＣＫＣ等の各移動局通信装置からの受信信号の基地局通信装置１における電界強度と通信エリアにおける通信時間との関係を表す図である。
【００６８】
図６に示すように、それぞれの移動局通信装置からの受信信号の電界強度は、通信エリアの進入端から単調増加し、離脱端近くでピークに達した後急激に減衰する。したがって、低速で走行する移動局通信装置Ａは電界強度がピークに達するまでに時間を要し、高速で走行する移動局通信装置Ｂは短時間のうちに電界強度がピークに達する。これより、移動局通信装置Ａ、Ｂが通信エリアに進入し、通信を開始して時刻を０とすると、時刻ｔにおける受信信号の電界強度を測定することにより、移動局通信装置Ａ、Ｂのおおよその各走行速度又は現在位置が推定できる。
【００６９】
走行速度の速い移動局通信装置Ｂは短時間で通信エリアを通過するので、走行速度の遅い移動局通信装置Ａに比較して短時間のうちにデータを送信する必要がある。このため、電界強度を測定して推定した走行速度に応じ、移動局通信装置Ｂへ送信するデータのブロックデータを割り付けるスロット数を多くすることにより、通信エリアにおいて基地局通信装置１から移動局通信装置Ａ、Ｂへ送信すると想定したデータを全て送信することが可能となる。
【００７０】
ステップＳ２０６では、アプリケーション部１１１、１１２から移動局通信装置へ送信を想定しているデータのうち、送信が完了していない残りデータ量を送信データ蓄積部３１５から取得する。
【００７１】
ここで、電界強度と残りデータ量との関係について、図７、８を用いて説明する。
【００７２】
図７は、通信エリアを走行する２つの移動局通信装置Ａ、Ｂに対してそれぞれ同量の送信データを送信する場合における電界強度に対する残りデータ量を表す曲線である。基準線１００１は、ある１つの移動局通信装置が通信エリアを等速で走行し、基地局通信装置１からのデータが通信エリアの進入端から離脱端手前数メートルにわたり平均化されてある程度余裕を持って送信されたと仮定した場合における残りデータと電界強度の関係を表す曲線であり、割り付け処理部３１４に記憶されている。低速で走行する移動局通信装置Ａについての残りデータ量線１０１１は、電界強度があまり高くならない通信エリアの進入端に近い位置で残りデータ量が０となり、送信を想定していたデータ量の全てを送信し終える。これに対して、高速で走行する移動局通信装置Ｂについての残りデータ量線１０１２は、電界強度が高くなる通信エリアの離脱端に近い位置まで残りデータ量が減じない
【００７３】
図８は、図７における残りデータ量線１０１１、１０１２に加えて、通信エリアを中速で走行する別の移動局通信装置Ｃについての残りデータ量線１０１３を示している。残りデータ量線１０１３は、残りデータ量線１０１１、１０１２の中間に位置し、通信エリアの中程でデータの送信を終える。
【００７４】
図７および図８に示すように、高速で走行する移動局通信装置Ｂのデータ量線１０１２は、通信エリアの離脱端近くにおける電界強度Ｅsにおいても、データ量Ｄsが残っているため、移動局通信装置Ｂへのデータを送信しきれない可能性に陥る。
【００７５】
そして、通信エリアにおいて走行速度の異なる移動局通信装置に対してデータを送信する場合に、移動局通信装置の走行速度いかんにかかわらず、通信エリアのピーク電界強度Ｅpになるまでに残りデータ量が０になるようにするために、ステップＳ２０７では、通信受信感度情報としての電界強度と残りデータ量から当該移動局通信装置へ送信するデータのブロックデータを割り付ける優先係数を算出するようにしている。
【００７６】
ここで、電界強度と残りデータ量から優先係数を算出する方法について、２つの例を図９及び図１０を用いて説明する。図９に示す第１の方法は、通信を開始してから所定時間後に測定したＡＣＫＣ等の受信信号の電界強度が同じ場合に、ＡＣＫＣ等の基地局通信装置宛の信号を送信した移動局通信装置に対する送信データの残りデータ量の基準線１００１との差異を参照して優先係数を算出するものである。例えば、残りデータ線１０１１のように、電界強度が測定されたときに基準線１００１より下側にあれば、ＡＣＫＣ等の基地局通信装置宛の信号を送信した移動局通信装置Ａは低速で走行中であると分かるので、通信エリアにおいて余裕をもってデータを送信できるものと推定できる。従って、移動局通信装置Ａへ送信するデータのブロックデータを割り付ける優先係数を低く設定する。一方、残りデータ線１０１２のように基準線１００１より上側にある場合は、ＡＣＫＣ等の基地局通信装置宛の信号を送信した移動局通信装置Ｂは高速で走行中であり、通信エリアにおいてデータを送信し終えない可能性があるので、これを回避するために高い優先係数を設定する。
【００７７】
図１０は、電界強度と残りデータ量から優先係数を算出する第２の方法であり、通信を開始してから所定時間後に測定したＡＣＫＣ等の移動局からの信号の電界強度が異なる場合に、ＡＣＫＣ等の基地局通信装置宛の信号を送信した移動局通信装置に対する送信データの残りデータ量の基準線１１００との差異を参照して優先係数を算出するものである。  例えば、電界強度１１０１を測定した移動局通信装置Ａについての残りデータ量が基準線１１００より下側にあれば、ＡＣＫＣ等の基地局通信装置宛の信号を送信した移動局通信装置Ａは低速で走行中であると分かるので、通信エリアにおいて余裕をもってデータを送信できるものと推定できる。従って、移動局通信装置Ａへ送信するデータのブロックデータを割り付ける優先係数を低く設定する。一方、電界強度１１１１を測定した移動局通信装置Ｂについての残りデータ量が基準線１１００より上側にある場合は、ＡＣＫＣ等の基地局通信装置宛の信号を送信した移動局通信装置Ｂは高速で走行中であり、通信エリアにおいてデータを送信し終えない可能性があるので、これを回避するために高い優先係数を設定する。
【００７８】
なお、残りデータの基準線１００１、１１００等の情報は予め割り付け処理部３１４に記憶されており、ステップ２０７において、上記第１又は第２の方法を用いて通信受信感度と残りデータ量から優先係数を算出する際に読み出されて使用される。
【００７９】
続いて、ステップＳ２０８では、移動局管理部３１２に登録された全ての移動局通信装置について優先係数を算出したか否かを判定する。ここで、優先係数を算出していない移動局通信装置がある場合は、ステップＳ２０９において、登録されている別の移動局通信装置に着目して、ステップＳ２０３における移動局通信装置から走行速度情報が送信されているか否かを判定する手順に戻り、同様の処理を移動局管理部３１２に登録されている全ての移動局通信装置について優先係数を算出するまで繰り返す。
【００８０】
ステップＳ２０８で登録された全ての移動局通信装置について優先係数を算出したと判定した場合は、ステップＳ２１０において、割り付け処理部３１４により基地局通信装置１から移動局通信装置へ送信するデータのブロックデータを割り付けることが可能な通信フレームのスロット数を検索する。
【００８１】
ステップ２１１では、先のステップＳ２０４又はステップＳ２０７で算出した優先係数と、前回のスロット割り付け処理において割り付けたスロット数の情報に基づいて、今回のスロット割り付け数を決定する。その後、図４に示したステップＳ１１３に進んで決定した移動局通信装置毎のスロット数に従ってそれぞれブロックデータを割り付ける。
【００８２】
図１１は、このようにして、通信エリアを低速で走行する移動局通信装置Ａ及び高速で走行する移動局通信装置Ｂに送信するデータのブロックデータを割り付けた場合の各残り
データ量線１０２１、１０２２を表している。低速で走行する移動局通信装置Ａへ送信するデータについての優先係数を低く設定すると共に、高速で走行する移動局通信装置Ｂに送信するデータについての優先係数を高く設定することにより、それぞれの残りデータ量線１０２１、１０２２が残りデータ量の基準線１００１に近似し、通信エリアにおいて移動局通信装置Ａ、Ｂに対して送信を想定していたデータをすべて送信し終えることができる。
【００８３】
ここで、図７ないし図１１において、残りデータ量の軸は、残りデータ量の比率の軸に読み替えてもよい。すなわち、各移動局通信装置宛の送信すべきデータの総データ量を１（１００％）とし、電界強度に応じて残りのデータ量が減少していくものとしてもよい。  この場合であれば、図７ないし図９および図１１において、移動局通信装置Ａ、Ｂに異なるデータ量の送信データを送信する場合にも簡単に比較することができる。なお、この場合に、優先係数を求めるには、残りデータの比率および総データ量に基づいて、それぞれ算出すればよい。こうすることにより、同一速度である移動局通信装置に対して異なるデータサイズを送信する場合や、低速な移動局通信装置に対して大きなデータサイズを送信し、高速な移動局通信装置に対して小さなデータサイズを送信する場合においても、一意に優先係数を算出し、想定していたデータサイズを全て送信し終えることができる。
【００８４】
図１２は、通信エリアを低速で走行する移動局通信装置Ａと高速で走行する移動局通信装置Ｂに対してデータを送信する際に、上記の処理手順によってブロックデータを通信フレームの各スロットに割り付けた場合の例を示している。
【００８５】
送信データ蓄積部３１５には、移動局通信装置Ａに対する送信キュー６００のブロックデータ６０１〜６０５と移動局通信装置Ｂに対する送信キュー６１０のブロックデータ６１１〜６１５が蓄積されている。
【００８６】
割り付け処理部３１４は、通信エリアを低速で走行する移動局通信装置Ａについての小さい優先係数に従って、第１フレームのＦＣＭＳ６２１に続くＭＤＳにブロックデータ６０１、６０２を割り付け、第２フレームのＭＤＳにブロックデータ６０３を割り付ける。また、通信エリアを高速で走行する移動局通信装置Ｂについての大きい優先係数に従って、第１フレームのＭＤＳにブロックデータ６１１、６１２を割り付け、第２フレームのＭＤＳにブロックデータ６１３〜６１５を割り付ける。
【００８７】
これにより、高速で走行する移動局通信装置Ｂに対するデータの送信を速く終了させることが可能となり、通信エリアを通過しても基地局送信装置１からデータを送信し終えないという事態を未然に回避できる。
【００８８】
次に、通信エリアに低速で走行する移動局通信装置Ａと高速で走行する移動局通信装置Ｂがある場合に、上記の処理手順によって、移動局通信装置Ａ、Ｂのそれぞれに送信するブロックデータを割り付ける通信フレームのスロット数の割合を決定する具体例をいくつか示す。図１３は移動局通信装置Ａ、Ｂに送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する手順の第１の例を説明するための通信シーケンス図である。なお、図５のフローチャートにおけるステップと対応する手順については同一符号を付してある。
【００８９】
第１の例は、移動局通信装置Ａ、Ｂそれぞれから送信される移動局情報に基づいて、移動局通信装置Ａ、Ｂに送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する例である。
【００９０】
基地局通信装置１のデータ処理部２１は、移動局通信装置Ａ、Ｂのそれぞれから送信される移動局情報としての走行速度情報を受信する（ステップＳ２０４）。割り付け処理部３１４は、受信した移動局通信装置Ａ、Ｂの走行速度情報と、上位層のアプリケーション部１１１、１１２から移動局通信装置Ａ、Ｂへ送信される残りデータ量（ステップＳ２０６）から移動局通信装置Ａ、Ｂへ送信するデータのブロックデータを割り付けるそれぞれの優先係数を算出して（ステップＳ２０７）、移動局通信装置Ａ、Ｂに送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する（ステップＳ２１１）。
【００９１】
この第１の例では、基地局通信装置１のデータ処理部２１において、移動局通信装置Ａ、Ｂから取得した移動局情報としての走行速度情報と残りデータ量から優先係数を算出し、この優先係数に基づいて移動局通信装置Ａ、Ｂへ送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する。これにより、通信エリアにおいて高速で走行する移動局通信装置に対する送信データのスロットを多く割り付けることが可能となり、データ転送効率を向上させることができる。
【００９２】
図１４は、移動局通信装置Ａ、Ｂに送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する手順の第２の例を説明するための通信シーケンス図である。なお、図５のフローチャートにおけるステップと対応する手順については同一符号を付してある。
【００９３】
第２の例は、基地局通信装置１と移動局通信装置Ａ、Ｂそれぞれとの間における通信受信感度情報に基づいて、移動局通信装置Ａ、Ｂに送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する例である。
【００９４】
基地局通信装置１の無線データ監視部４１３は、移動局通信装置Ａ、Ｂの通信受信感度情報として、ＭＤＣの受信確認応答となるＡＣＫＣ等の受信信号の電界強度を測定する（ステップＳ２０５）。割り付け処理部３１４は、測定した移動局通信装置Ａ、Ｂの電界強度に基づいて優先係数を算出して（ステップＳ２０７）、移動局通信装置Ａ、Ｂに送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する（ステップＳ２１１）。
【００９５】
この第２の例では、基地局通信装置１の無線データ監視部４１３において、移動局通信装置Ａ、ＢからＡＣＫＣ等の信号を受信することにより通信受信感度情報を取得して優先係数を算出し、この優先係数に基づいて移動局通信装置Ａ、Ｂへ送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する。これにより、通信エリアにおいて高速で走行する移動局通信装置に対する送信データのスロットを多く割り付けることが可能となり、データ転送効率を向上させることができる。
【００９６】
図１５は、移動局通信装置Ａ、Ｂに送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する手順の第３の例を説明するための通信シーケンス図である。なお、図５のフローチャートにおけるステップと対応する手順については同一符号を付してある。
【００９７】
第３の例は、基地局通信装置１と移動局通信装置Ａ、Ｂそれぞれとの間における通信受信感度情報と、上位層のアプリケーション部から送信される残りデータ量に基づいて、移動局通信装置Ａ、Ｂに送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する例である。
【００９８】
基地局通信装置１の無線データ監視部４１３は、移動局通信装置Ａ、Ｂの通信受信感度情報として、ＭＤＣの受信確認応答となるＡＣＫＣ等の信号を受信する際の電界強度を測定する（ステップＳ２０５）。割り付け処理部３１４は、測定した移動局通信装置Ａ、Ｂの電界強度と、上位層のアプリケーション部１１１、１１２から移動局通信装置Ａ、Ｂへ送信される残りデータ量（ステップＳ２０６）とに基づいて移動局通信装置Ａ、Ｂへ送信するデータのブロックデータを割り付けるそれぞれの優先係数を算出して（ステップＳ２０７）、移動局通信装置Ａ、Ｂに送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する（ステップＳ２１１）。
【００９９】
この第３の例では、基地局通信装置１の無線データ監視部４１３において、移動局通信装置Ａ、ＢからＡＣＫＣ等の受信信号により通信受信感度情報を取得すると共に、上位層のアプリケーション部１１１、１１２から移動局通信装置Ａ、Ｂへ送信される残りデータ量を参照して優先係数を算出し、この優先係数に基づいて移動局通信装置Ａ、Ｂへ送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する。これにより、通信エリアにおいて高速で走行する移動局通信装置に対する送信データのスロットを多く割り付けることが可能となり、データ転送効率を向上させることができる。
【０１００】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、通信エリアにおける複数の移動局通信装置に対してデータを送信する場合に、各移動局通信装置から移動局情報としての走行速度情報を取得して優先係数を算出し、各移動局通信装置へ送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する。
【０１０１】
また、各移動局通信装置からＭＤＣの受信確認応答となるＡＣＫＣ等の信号を受信することにより通信受信感度情報としての電界強度を測定すると共に、上位層のアプリケーション部１１１、１１２から各移動局通信装置へ送信される残りデータ量を参照して優先係数を算出し、この優先係数に基づいて各移動局通信装置へ送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する。
【０１０２】
これにより、通信エリアを高速で走行する移動局通信装置に対しては送信データのスロットを多く割り付け、低速で走行する移動局通信装置に対しては少なく割り付けることが可能となり、データ送受信における転送効率を高めることができる。また、通信データサイズが大きい移動通信装置局にはスロットを多く割り付け、通信データサイズが小さい移動局通信装置にはスロットを少なく割り付けることが可能となり、データ通信における転送効率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、ＤＳＲＣにより基地局通信装置と移動局通信装置の間で双方向通信を行う通信システムにおいて、データ通信の確実性を向上させることが可能な効果を有し、狭域通信による無線通信を用いてデータの送受信を行う基地局通信装置、通信システム及び通信方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの概略構成を示す図
【図２】本発明の実施形態に係る基地局通信装置の主要な機能構成を示す図
【図３】実施形態の基地局通信装置における処理手順を説明するためのフローチャート
【図４】実施形態の基地局通信装置における処理手順を説明するためのフローチャート
【図５】実施形態の基地局通信装置における処理手順を説明するためのフローチャート
【図６】移動局通信装置から送信される信号を受信した際の電界強度と通信エリアにおける通信可能時間の関係を表す図
【図７】電界強度と残りデータ量の関係を説明するための図
【図８】電界強度と残りデータ量の関係を説明するための図
【図９】電界強度と残りデータ量から優先係数を算出する方法を説明するための図
【図１０】電界強度と残りデータ量から優先係数を算出する方法を説明するための図
【図１１】電界強度と残りデータ量から優先係数を算出する方法を説明するための図
【図１２】実施形態の処理手順によってブロックデータを通信フレームの各スロットに割り付けた場合の例を示す図
【図１３】基地局通信装置から移動局通信装置へ送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する手順の第１の例を説明するための通信シーケンス図
【図１４】基地局通信装置から移動局通信装置へ送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する手順の第２の例を説明するための通信シーケンス図
【図１５】基地局通信装置から移動局通信装置へ送信するブロックデータを割り付けるスロット数の割合を決定する手順の第３の例を説明するための通信シーケンス図
【符号の説明】
【０１０５】
１  基地局通信装置
２  移動局通信装置
１１１、１１２、１２１、１２２  アプリケーション部
２１、２２  データ処理部
３１、３２  通信処理部
４１、４２  無線部
２１１  データ送受信部
２１３  データ分割処理部
２１４  アプリケーション登録部
２１５  アプリケーション管理部
３１１  送受信処理部
３１２  移動局管理部
３１４  割り付け処理部
３１５  送信データ蓄積部
４１３  無線データ監視部
【図１】
2005223406.tif 000003
【図２】
2005223406.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005223406.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005223406.tif 000008
【図７】
2005223406.tif 000009
【図８】
2005223406.tif 000010
【図９】
2005223406.tif 000011
【図１０】
2005223406.tif 000012
【図１１】
2005223406.tif 000013
【図１２】
2005223406.tif 000014
【図１３】
2005223406.tif 000015
【図１４】
2005223406.tif 000016
【図１５】
2005223406.tif 000017