(57)【要約】      （修正有）【課題】車車間通信を行う通信端末に対して、送信位置および受信位置の組み合わせごとの通信信頼度を統計的に保障する。【解決手段】複数の通信端末が相互に通信した結果を示す通信ログ情報を、通信端末から取得し、通信ログ情報を解析して、送信位置および受信位置の組み合わせごとに通信が成功した確度を示す通信信頼度情報を生成し、車載器などの通信端末が路上などの環境で相互に通信を行った結果に基づいて、通信信頼度の実測値を解析した通信信頼度マップ情報を通信信頼度管理サーバが生成して通信端末に提供する。通信端末は、統計的に保証された到達信頼度の範囲内で、最適な通信パラメータを選択して通信する。【選択図】図２
2017184228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末が相互に通信した結果を示す通信ログ情報を、前記複数の通信端末のうち少なくともいずれか１つから取得するログ情報取得部と、
前記ログ情報取得部から取得された前記通信ログ情報を解析して、送信位置および受信位置の組み合わせごとに通信が成功した確度を示す通信信頼度情報を生成する信頼度情報生成部と、
前記信頼度情報生成部により生成された前記通信信頼度情報と、過去に生成された過去の通信信頼度情報とを解析して、送信位置および受信位置の組み合わせごとに通信の成功が期待される信頼度を示す通信信頼度マップ情報を生成するマップ化処理部と、
前記通信信頼度マップ情報を前記複数の通信端末に提供する信頼度情報提供部と
を具備する
通信信頼度管理サーバ。
【請求項２】
請求項１に記載の通信信頼度管理サーバにおいて、
前記信頼度情報生成部は、
所定の通信端末の位置を示す位置情報信号を前記所定の通信端末が送信した記録である位置情報送信記録を前記通信ログ情報から検出し、
検出した前記位置情報送信記録から、前記位置情報信号が示す位置である送信位置を検出し、
検出した前記位置情報送信記録から、前記位置情報信号を前記所定の通信端末が送信した時刻である送信時刻を検出し、
別の通信端末が前記送信時刻に前記位置情報信号を受信した記録である位置情報受信記録を、前記通信ログ情報から検出し、
検出した前記位置情報受信記録から、前記別の通信端末が前記送信時刻に前記位置情報信号を受信した位置を示す受信位置を読み出し、
検出した前記位置情報受信記録から、前記別の通信端末が前記送信時刻に受信した前記位置情報信号の電力を示す受信電力を読み出し、
前記通信信頼度情報は、
同一の位置情報信号に対応する、前記送信位置と、前記受信位置と、前記受信電力との組み合わせ
を含み、
前記マップ化処理部は、
前記通信信頼度情報と、前記過去の通信信頼度情報とを解析して、前記送信位置および前記受信位置の組み合わせごとに、前記受信電力の平均値である平均受信電力を算出し、
前記通信信頼度マップ情報は、
前記送信位置と、前記受信位置と、前記平均受信電力との組み合わせ
を含む
通信信頼度管理サーバ。
【請求項３】
請求項１に記載の通信信頼度管理サーバにおいて、
前記信頼度情報生成部は、
所定の通信端末の位置を示す位置情報信号を前記所定の通信端末が送信した記録である位置情報送信記録を前記通信ログ情報から検出し、
検出した前記位置情報送信記録から、前記位置情報信号が示す位置である送信位置を検出し、
検出した前記位置情報送信記録から、前記位置情報信号に付与されたパケットシリアル番号を検出し、
検出した前記位置情報送信記録から、前記所定の通信端末に付与された車両ＩＤを検出し、
別の通信端末が前記パケットシリアル番号および前記車両ＩＤを含む前記位置情報信号を受信した記録である位置情報受信記録を、前記通信ログ情報から検出し、
検出した前記位置情報受信記録から、前記別の通信端末が、前記パケットシリアル番号および前記車両ＩＤを含む受信信号を受信した位置を示す受信位置を読み出し、
前記パケットシリアル番号、前記車輌ＩＤおよび前記受信位置の組み合わせごとに、受信および復号の成功および失敗を受信復号可否カウントとして集約し、
前記通信信頼度情報は、
同一の位置情報信号に対応する、前記送信位置と、前記受信位置と、前記受信復号可否カウントとの組み合わせ
を含み、
前記マップ化処理部は、
前記通信信頼度情報と、前記過去の通信信頼度情報とを解析して、前記送信位置および前記受信位置の組み合わせごとに、前記受信位置に存在した車両のうち、前記送信位置から送信された信号の受信および復号に成功した車両の割合である受信成功率を算出し、
前記通信信頼度マップ情報は、
前記送信位置と、前記受信位置と、前記受信成功率との組み合わせ
を含む
通信信頼度管理サーバ。
【請求項４】
請求項２に記載の通信信頼度管理サーバにおいて、
前記マップ化処理部は、
前記通信信頼度情報と、前記過去の通信信頼度情報とを解析して、前記送信位置および前記受信位置の組み合わせごとに、前記受信電力の分散である受信電力分散をさらに算出し、
前記通信信頼度マップ情報は、
前記送信位置と、前記受信位置と、前記受信電力分散との組み合わせ
をさらに含む
通信信頼度管理サーバ。
【請求項５】
請求項１に記載の通信信頼度管理サーバにおいて、
前記信頼度情報生成部は、
所定の通信端末の位置を示す位置情報信号を前記所定の通信端末が送信した記録である位置情報送信記録を前記通信ログ情報から検出し、
検出した前記位置情報送信記録から、前記位置情報信号が示す位置である送信位置を検出し、
検出した前記位置情報送信記録から、前記位置情報信号を前記所定の通信端末が送信した時刻である送信時刻を検出し、
別の通信端末が前記送信時刻に前記位置情報信号を受信した記録である位置情報受信記録を、前記通信ログ情報から検出し、
検出した前記位置情報受信記録から、前記別の通信端末が前記送信時刻に前記位置情報信号を受信した位置を示す受信位置を読み出し、
前記通信ログ情報を解析して、読み出した前記送信時刻に、読み出した前記受信位置に存在した通信端末の数を示す存在端末数を算出し、
前記通信ログ情報を解析して、読み出した前記送信時刻に、読み出した前記受信位置で前記位置情報信号を受信した通信端末の数を示す受信端末数を算出し、
前記通信信頼度情報は、
同一の位置情報信号に対応する、前記送信位置と、前記受信位置と、前記受信端末数および前記存在端末数の比率との組み合わせ
を含み、
前記マップ化処理部は、
前記通信信頼度情報と、前記過去の通信信頼度情報とを解析して、前記送信位置および前記受信位置の組み合わせごとに、前記比率の平均値である通信成功確率を算出し、
前記通信信頼度マップ情報は、
前記送信位置と、前記受信位置と、前記通信成功確率との組み合わせ
を含む
通信信頼度管理サーバ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の通信信頼度管理サーバにおいて、
前記マップ化処理部は、前記通信信頼度マップ情報を、周波数帯域ごとに生成する
通信信頼度管理サーバ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の通信信頼度管理サーバにおいて、
前記送信位置および前記受信位置のそれぞれを、土地を複数のエリアに分割したエリア単位で管理し、
前記送信位置を含む基準エリアごとに、前記受信位置を含む受信エリアにおける前記通信信頼度を算出して前記通信信頼度マップ情報として管理する
通信信頼度管理サーバ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の通信信頼度管理サーバにおいて、
前記通信信頼度情報と、前記過去の通信信頼度情報と、前記通信信頼度マップ情報とを格納する通信信頼度データベース
をさらに具備し、
前記信頼度情報生成部は、生成した前記通信信頼度情報を前記通信信頼度データベースに格納し、
前記マップ化処理部は、前記通信信頼度情報と、前記過去の通信信頼度情報とを前記通信信頼度データベースから読み出し、かつ、生成した前記通信信頼度マップ情報を前記通信信頼度データベースに格納し、
前記信頼度情報提供部は、前記通信信頼度マップ情報を前記通信信頼度データベースから読み出す
通信信頼度管理サーバ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の通信信頼度管理サーバと、
前記複数の通信端末と
を具備し、
前記複数の通信端末のそれぞれは、
前記それぞれの通信端末の現在位置を検出し、検出した前記現在位置を示す位置情報信号を生成する位置検出部と、
前記位置情報信号を外部に送信する送信部と、
他の通信端末の現在位置を示す他の位置情報信号を受信する受信部と、
前記位置情報信号を送信した結果と、前記他の位置情報信号を受信した結果とを前記通信ログ情報として記録する記録部と、
前記通信ログ情報を前記通信信頼度管理サーバに向けて送信し、前記通信信頼度管理サーバから前記通信信頼度マップ情報を受信するネットワーク接続部と
を具備し、
前記記録部は、受信した前記通信信頼度マップをさらに記録し、
前記それぞれの通信端末は、他の通信端末に向けて信号を送信するための通信パラメータを、前記それぞれの通信端末の現在位置と、前記他の通信端末の現在位置と、前記通信信頼度マップ情報とに基づいて決定する
通信信頼度管理システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の通信信頼度管理システムにおいて、
前記送信部は、
所定の通信ルートを指定するヘッダを含む、前記信号のパケットを生成するパケット構成部と、
所定の符号化率で前記パケットをバイナリ信号に符号化する符号化部と、
所定の変調方式でＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）信号に前記バイナリ信号を変調する変調部と、
所定の周波数および所定の電力で前記ＲＦ信号をアンテナから無線送信するＲＦ部と、
前記パケット構成部、前記符号化部、前記変調部および前記ＲＦ部のうち少なくとも１つを、前記通信パラメータに応じて制御する適応パラメータ制御部
を具備し、
前記通信パラメータは、
前記所定の通信ルート、前記所定の符号化率、前記所定の変調方式、前記所定の周波数および前記所定の電力のうち少なくとも１つを含む
通信信頼度管理システム。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の通信信頼度管理システムにおいて、
前記複数の通信端末は、
路上を移動する車両に搭載される車載端末と、
路側に固定される路側端末と
を含む
通信信頼度管理システム。
【請求項１２】
無線通信を行う通信端末であって、
前記通信端末の現在位置を検出し、検出した前記現在位置を示す位置情報信号を生成する位置検出部と、
前記位置情報信号を外部に送信する送信部と、
他の通信端末の現在位置を示す他の位置情報信号を受信する受信部と、
前記位置情報信号を送信した結果と、前記他の位置情報信号を受信した結果とを通信ログ情報として記録する記録部と、
前記通信ログ情報を通信信頼度管理サーバに向けて送信し、前記通信信頼度管理サーバから通信信頼度マップ情報を受信するネットワーク接続部と
を具備し、
前記記録部は、受信した前記通信信頼度マップ情報をさらに記録し、
前記通信信頼度マップ情報は、所定の送信位置から所定の受信位置への通信信頼度を複数含み、
他の通信端末に向けて信号を送信するための通信パラメータを、前記通信端末の現在位置と、前記他の通信端末の現在位置と、前記通信信頼度マップ情報とに基づいて決定する
通信端末。
【請求項１３】
請求項１１に記載の通信端末において、
前記送信部は、
所定のプロトコルに従って前記信号のパケットを生成するパケット構成部と、
所定の規格で前記パケットをバイナリ信号に符号化する符号化部と、
所定の周波数を有するＲＦ信号に前記バイナリ信号を変調する変調部と、
所定の電力で前記ＲＦ信号をアンテナから無線送信するＲＦ部と、
前記パケット構成部、前記符号化部、前記変調部および前記ＲＦ部のうち少なくとも１つを、前記通信パラメータに応じて制御する適応パラメータ制御部
を具備し、
前記通信パラメータは、
前記所定のプロトコル、前記所定の規格、前記所定の周波数および前記所定の電力のうち少なくとも１つを含む
通信端末。
【請求項１４】
ログ情報取得部が、複数の通信端末が相互に通信した結果を前記複数の通信端末がそれぞれに記録した通信ログ情報を、前記それぞれの通信端末から取得することと、
信頼度情報生成部が、前記ログ情報取得部が取得した前記通信ログ情報を解析して、送信位置および受信位置の組み合わせごとに通信が成功した確度を示す通信信頼度情報を生成することと、
マップ化処理部が、前記信頼度情報生成部が生成した前記通信信頼度情報と、前記信頼度情報生成部が過去に生成した過去の通信信頼度情報とを解析して、送信位置および受信位置の組み合わせごとに通信の成功が期待される信頼度を示す通信信頼度マップ情報を生成することと、
信頼度情報提供部が、前記通信信頼度マップ情報を前記複数の通信端末に提供することと
を具備する
通信信頼度管理方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の通信信頼度管理方法において、
前記複数の通信端末のそれぞれが、前記それぞれの通信端末の現在位置を検出し、検出した前記現在位置を示す位置情報信号を生成することと、
前記それぞれの通信端末が、前記位置情報信号を外部に送信することと、
前記それぞれの通信端末が、他の通信端末の現在位置を示す他の位置情報信号を受信することと、
前記それぞれの通信端末が、前記位置情報信号を送信した結果と、前記他の位置情報信号を受信した結果とを前記通信ログ情報として記録することと、
前記それぞれの通信端末が、前記通信ログ情報を前記通信信頼度管理サーバに向けて送信し、前記通信信頼度管理サーバから前記通信信頼度マップ情報を受信することと、
前記それぞれの通信端末が、受信した前記通信信頼度マップをさらに記録することと、
他の通信端末に向けて信号を送信するための通信パラメータを、前記それぞれの通信端末の現在位置と、前記他の通信端末の現在位置と、前記通信信頼度マップ情報とに基づいて決定することと
を具備する
通信信頼度管理方法。
【請求項１６】
通信端末の位置検出部が、前記通信端末の現在位置を検出し、検出した前記現在位置を示す位置情報信号を生成することと、
前記通信端末の送信部が、前記位置情報信号を外部に送信することと、
前記通信端末の受信部が、他の通信端末の現在位置を示す他の位置情報信号を受信することと、
前記通信端末の記録部が、前記位置情報信号を送信した結果と、前記他の位置情報を受信した結果とを前記通信ログ情報として記録することと、
前記通信端末のネットワーク接続部が、前記通信ログ情報を通信信頼度管理サーバに向けて送信し、前記通信信頼度管理サーバから通信信頼度マップ情報を受信することと、
前記記録部が、受信した前記通信信頼度マップをさらに記録することと
を具備し、
前記通信信頼度マップは、所定の送信位置から所定の受信位置への通信信頼度を複数含み、
通信パラメータ決定部が、他の通信端末に向けて信号を送信するための通信パラメータを、前記通信端末の現在位置と、前記他の通信端末の現在位置と、前記通信信頼度マップ情報とに基づいて決定すること
をさらに具備する
通信信頼度管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信信頼度管理サーバ、通信信頼度管理システムおよび通信信頼度管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来の自動車の安全性の向上や、自動運転への応用を目指して、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：高度交通システム）の研究が活発化している。その中でも、車車間通信、路車間通信および歩車間通信が、ＩＴＳ向けの情報交換手段として検討されている。ここで、車車間通信とは、車両同士の通信である。路車間通信とは、車両と、路側器との通信である。歩車間通信とは、車両と、歩行者との通信である。
【０００３】
国や地域によっては、これらの通信を行うために、専用の周波数帯域が割り当てられている。日本では、７６０ＭＨｚ（メガヘルツ）の周波数帯域が割り当てられている。欧米では、５．９ＧＨｚ（ギガヘルツ）の周波数帯域が割り当てられている。
【０００４】
上記に関連して、無線通信の到達信頼度に関する課題、すなわち、パケットの到達率が保障されないことに関する課題が知られている。この原因として、電波伝搬特性が周辺の構造物や、地形や、通信の混在状況などに応じて複雑に変動することが挙げられる。特に、周囲の構造物の影響は、送受信機の位置と、周辺の環境に応じて、大きく異なる。
【０００５】
ＩＴＳでは、将来的には、自動運転などの、車両の安全性に直結する使い方も想定されている。したがって、通信信頼度を確保した上での無線通信設計が、喫緊の課題として挙げられる。さらに、将来的には、利用帯域の拡大とともに、複数の周波数帯域を活用した通信も想定されている。周波数をどのように利用するかについて検討することも必要である。
【０００６】
上記に関連して、特許文献１（特開２０１０−４５７０１号公報）には、無線センサネットワークのセンサ端末配置支援方法に関する記載が開示されている。このセンサ端末配置支援方法は、以下の特徴を有している。すなわち、無線機能を有しかつ通信成功率測定用データの受信数を計数するカウンタ機能と受信電界強度の計測機能とを備えるセンサ端末を予め監視対象領域内に複数設置する。各センサ端末が相互に通信の中継を行うことにより多数のセンサデータを収拾する無線センサネットワークを仮構築する。その後、監視対象領域内に適当に配置した複数のセンサ端末のうち、特定のセンサ端末以外のセンサ端末に対して基地局から通信成功率と受信電界強度測定用の信号を受信させる命令を中継データとして一斉に送信させる。その一方で、特定の１つのセンサ端末に対しては任意数の通信成功率と受信電界強度測定用信号を特定センサ端末以外のセンサ端末に対して中継不能なデータとして直接送信する指示を基地局から送信させる。また、特定のセンサ端末以外のセンサ端末から何個のデータを受信したか受信信号強度と共に中継データとして基地局に送信させる。これら一連の処理を、順次特定センサ端末を切替えながら通信可能な全てのセンサ端末に対して実行させる。通信可能なセンサ端末と、各センサ端末間の通信成功率と受信電界強度とを収集する。画像表示装置に各センサ端末間相互の通信成功率と受信電界強度とをマトリックス表示させる。さらに、各センサ端末と各センサ端末間の通信成功率が閾値を超えるときにセンサ端末間を結ぶルートを画像表示装置に表示させる処理を行う。画像表示情報から判明した複数ルートが確立されていない端末センサの位置調整あるいは端末センサの追加を行う。こうすることで、全てのセンサ端末間に複数のルートを確保する。
【０００７】
また、非特許文献１（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ−ｂａｓｅｄ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｄａｔａｂａｓｅ  ｆｏｒ  ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）には、周波数帯域の利用効率を向上するためのスペクトルデータベースの新しい概念が提案されている。ここで提案されるスペクトルデータベースは、車両やスマートホンなどの移動端末のセンサによる無線環境測定結果で構成される。移動端末のセンサによって大量のデータを集めることが可能となるので、伝搬損失やシャドウィングを含む正確な伝搬情報が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−４５７０１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｋｏｙａ  Ｓａｔｏ，  Ｍａｓａｙｕｋｉ  Ｋｉｔａｍｕｒａ，  Ｋｅｉ  Ｉｎａｇｅ，  ａｎｄ  Ｔａｋｅｏ  Ｆｕｊｉｉ著、「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ−ｂａｓｅｄ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｄａｔａｂａｓｅ  ｆｏｒ  ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ」、ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  ｖｏｌ．Ｅ９８−Ｂ、ｎｏ．１０、ｐｐ２００４−２０１３，Ｏｃｔ．  ２０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
送信位置および受信位置の組み合わせごとの通信信頼度を統計的に保障する。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１２】
一実施の形態によれば、通信信頼度管理サーバ（１００）は、複数の通信端末（２００）が相互に通信した結果を取得し、送信位置および受信位置の組み合わせごとに、通信が成功した確度を示す通信信頼度情報（３２）を生成する。新たに生成した通信信頼度情報（３２）と、過去に生成した通信信頼度情報（３２）とを解析して、送信位置および受信位置の組み合わせごとに、通信の成功が期待される信頼度を示す通信信頼度マップ情報（４０）を生成し、これを複数の通信端末（２００）に提供する。
【発明の効果】
【００１３】
前記一実施の形態によれば、通信信頼度管理サーバが到達信頼度を保証することで、通信端末は保証された到達信頼度の範囲内で最適な通信パラメータを選択して通信することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】図１Ａは、一実施形態による通信信頼度マップ情報の一例を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、一実施形態による交通システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、一実施形態による通信信頼度管理システムの一構成例を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、一実施形態による通信端末の一構成例を機能的に示すブロック回路図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、一実施形態による通信端末の一構成例を装置別に示すブロック回路図である。
【図４Ａ】図４Ａは、一実施形態による車載端末のデータ収集機能の一動作例を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、一実施形態による車載端末のアップロード機能の一動作例を示すフローチャートである。
【図４Ｃ】図４Ｃは、一実施形態による車載端末のダウンロード機能の一動作例を示すフローチャートである。
【図４Ｄ】図４Ｄは、一実施形態による車載端末のデータベース利用機能の一動作例を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、一実施形態による通信信頼度管理サーバの一構成例を機能的に示すブロック図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、一実施形態による通信信頼度管理サーバの一構成例を装置別に示すブロック図である。
【図６】図６は、一実施形態による通信信頼度管理サーバのマップ情報生成機能の一動作例を示すフローチャートである。
【図７Ａ】図７Ａは、一実施形態による通信信頼度マップ情報の一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、一実施形態による通信信頼度マップ情報の別の一例を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、一実施形態による通信信頼度マップ情報のさらに別の一例を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用い、かつ、受信車両の台数が５である場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用いずに、かつ、受信車両の台数が５である場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用い、かつ、受信車両の台数が５である場合の理想値を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図８Ａのシミュレーション結果と、図８Ｃの理想値との差分を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用い、かつ、受信車両の台数が２０である場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用いずに、かつ、受信車両の台数が２０である場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用い、かつ、受信車両の台数が２０である場合の理想値を示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ａのシミュレーション結果と、図９Ｃの理想値との差分を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図８Ａ〜図８Ｃおよび図９Ａ〜図９Ｃに示した、メッシュごとの表示色および平均受信成功率の、対応関係を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図８Ｄおよび図９Ｄに示した、メッシュごとの表示色および平均受信成功率の、対応関係を示す図である。
【図１１】図１１は、路上実験を行った地域の地図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、路上実験で得られた電界強度マップである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、路上実験で得られた電界強度マップである。
【図１３】図１３は、実測値および距離減衰に係るＲＭＳＥと、メッシュサイズとの関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付図面を参照して、本発明による通信信頼度管理サーバ、通信信頼度管理システムおよび通信信頼度管理方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１Ａを参照して、一実施形態による通信信頼度管理システムの基本的な概念について説明する。本実施形態による通信信頼度管理システムでは、通信環境に応じて通信パラメータを最適化するために、予め生成された通信信頼度マップ情報を用いる。図１Ａは、一実施形態による通信信頼度マップ情報の一例を示す図である。
【００１７】
図１Ａの通信信頼度マップ情報は、基準車両１が他の車両１Ａ〜１Ｅおよび２Ａ〜２Ｃとの間で通信する際の通信信頼度が、丁字路型の道路１０の領域１１、１２Ａ〜１２Ｃ、１３Ａおよび１３Ｂによって異なることを例示している。ここでは、通信信頼度を、送信位置と、受信位置との組み合わせごとに、次のように定義する。すなわち、所定の送信位置から所定の受信位置までの通信信頼度とは、受信位置の車両のうち、送信位置の車両から送信された信号を受信し、かつ、送信信号の復調まで成功した車両の割合である。なお、実際の通信信頼度マップ情報は、送信位置および受信位置のあらゆる組み合わせのそれぞれに対応する通信信頼度を含んでいることが好ましい。
【００１８】
図１Ａの各領域の通信信頼度が、例えば以下のように測定された場合について考える。すなわち、基準車両１が、領域１１の範囲内に位置している車両１Ａ〜１Ｅのいずれかと通信する場合の通信成功率は、９０％以上である。同様に、基準車両１が、領域１２Ａ〜１２Ｃの範囲内に位置している車両２Ａ〜２Ｃのいずれかと通信する場合の通信成功率は、５０％以上、かつ、９０％未満である。さらに、基準車両１が、領域１３Ａまたは１３Ｂの範囲内に位置する車両と通信する場合の通信成功率は、５０％未満である。
【００１９】
上記のような通信信頼度の分布を、送信側の基準車両１が予め把握していれば、通信成功率に相応しい通信パラメータを選択することが可能となる。例えば、通信相手となる受信側車両が領域１１の範囲内に位置しているなら、誤り訂正性能を犠牲にしてでも、データ伝送効率を優先することが考えられる。反対に、受信側車両が領域１３Ａの範囲内に位置しているなら、データ伝送効率を犠牲にしてでも、誤り訂正性能を強化するためにパケットを冗長化することが考えられる。
【００２０】
もし、図１Ａに例示したような通信信頼度マップ情報を、基準車両１が把握していなければ、相手の車両が領域１３Ａの範囲内に位置していても、データ伝送効率を優先して、誤り訂正性能が比較的弱い、冗長度の低いパケットで信号を送信する可能性がある。この場合は、５０％以上の確率で通信が失敗し、すなわち相手の車両は送信信号を受信出来ない。通信が失敗した場合、基準車両１は、相手の車両から返信の信号が届かないまま所定の時間が経過するのを待ってから、送信信号を再送する。再送する信号も５０％の確率で通信が失敗すると、送信信号が再再送される。路上の車車間通信では、このような再送が繰り返される間にも基準車両と相手の車両とは走行を続けているので、通信が成功しないままに通信を必要としていた交通状況が変わってしまう恐れがある。交通の安全を最優先に実現するためには、場所によって異なる通信環境を各車両が事前に把握した上で、その通信環境に適応する通信パラメータを用いて通信を行うことが好ましい。
【００２１】
また、基準車両１が、上記のような通信信頼度の分布に加えて、別の送信位置に対応する通信信頼度の分布をさらに把握していれば、第３の車両を仲介する通信を行う選択肢が増える。すなわち、基準車両１から受信側車両への通信信頼度が低い場合でも、もし、基準車両１から第３の車両への通信信頼度が高く、かつ、第３の車両から受信側車両への通信信頼度が高いことを基準車両１が把握出来ていれば、第３の車両を経由する通信ルートを選択することが可能となる。このとき、基準車両１は、通信ルートを指示するデータをヘッダ情報に追加したパケットを生成して送信しても良い。
【００２２】
しかし、このような通信信頼度マップ情報を生成するためには、膨大な測定データが必要となることが予想される。そこで、発明者はなるべくコストをかけずに通信信頼度マップ情報を生成する方法を提案する。図１Ｂを参照して、各車両が自車位置情報を周囲に通知する通信を利用して通信信頼度マップ情報を生成する原理について説明する。図１Ｂは、一実施形態による交通システムの一例を示す図である。
【００２３】
まず、図１Ｂに示された車両３Ａ〜３Ｃが位置情報信号２１、２２を送受信する。図１Ｂの例では、車両３Ａが位置情報信号２１および２２を送信し、車両３Ｂが位置情報信号２１を受信し、車両３Ｃが位置情報信号２２を受信する。ここで、車両３Ａは、通信相手を選ばないブロードキャスト送信を行っても良い。この場合は、位置情報信号２１および２２は同一の信号である。
【００２４】
車両３Ａは、位置情報信号２１および２２を送信した結果を記録する。この送信記録は、送信時刻と、送信位置と、送信電力とを含むことが好ましい。車両３Ｂおよび３Ｃは、位置情報信号２１および２２を受信した結果を記録する。この受信記録は、受信時刻と、受信位置と、受信電力と、受信の成否とを含むことが好ましい。ここで、受信の成否とは、送信信号の内容を正しく復調できたか否かを示す情報である。
【００２５】
このような位置情報信号２１、２２の送受信は、車両３Ａ〜３Ｃの間で、双方向に、繰り返し行われ、かつ、その結果がそれぞれの車両で記録されることが好ましい。また、実際には、位置情報信号２１、２２の送受信はさらに多くの車両の間で行われ、かつ、その結果がそれぞれの車両で記録されることが好ましい。
【００２６】
次に、位置情報信号２１、２２を送受信した記録は、通信ログ情報２３として、車両３Ａ〜３Ｃのそれぞれから、通信信頼度データベース１５０に向けてアップロードされる。通信信頼度データベース１５０は、車両３Ａ〜３Ｃから取得した通信ログ情報２３を解析して、送信位置および受信位置の組み合わせごとに、受信電力や、受信の成否などを含む通信信頼度情報３２を生成する。なお、送信位置および受信位置の組み合わせごとに生成される通信信頼度情報３２を、全ての組み合わせについて集合したものが、図１Ａを参照して説明した通信信頼度マップ情報である。
【００２７】
次に、生成された通信信頼度情報３２が、車両４Ａおよび４Ｂが車車間通信を行う際に利用される。図１Ｂの例では、車両４Ａおよび車両４Ｂの間で通信希望３３が発生する。車両４Ａは、車両４Ｂに向けて信号を送信する前に、送受信を行う位置を示す送受信位置情報３１を通信信頼度データベース１５０に向けて送信する。その応答として、通信信頼度データベース１５０は、送受信位置情報３１が示す位置に対応する通信信頼度情報３２を車両４Ａに向けて送信する。車両４Ｂも、通信信頼度データベース１５０との間で同様の通信を行っても良い。車両４Ａおよび４Ｂは、通信信頼度情報３２を参照し、送受信位置に適応した通信パラメータを用いることで、成功率がより高い車車間通信を行うことが出来る。
【００２８】
ここで、通信ログ情報２３を路上で収集する車両３Ａ〜３Ｃと、通信信頼度情報３２を利用する車両４Ａおよび４Ｂとには、共通する車両が含まれていても良い。路上を走行する全ての車両が、通信ログ情報２３の収集と、通信信頼度情報３２の利用との両方を行うことが好ましい。
【００２９】
また、通信ログ情報２３を収集するために車両３Ａ〜３Ｃが路上で行う位置情報信号２１、２２の送受信としては、自車両の現在位置を無線通信によって周囲に通知するシステムを利用しても良い。例えば、日本のＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：先進安全自動車）や、米国のＩｎｔｅｌｌｉＤｒｉｖｅや、欧州のＣａｒ−２−Ｃａｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍなどで想定されている、１００ミリ秒ごとに自車位置を送信するシステムを利用しても良い。こうすることで、通信信頼度情報３２の生成に伴う追加コストの削減が期待される。
【００３０】
図２を参照して、一実施形態による通信信頼度管理システムの構成について説明する。図２は、一実施形態による通信信頼度管理システムの一構成例を示す図である。
【００３１】
図２の通信信頼度管理システムは、通信信頼度管理サーバ１００と、通信信頼度データベース１５０と、アクセスポイント３００と、車載端末２００Ａ〜２００Ｅとを備えている。車載端末２００Ａ〜２００Ｅは、車両５Ａ〜５Ｅにそれぞれ搭載されている。なお、車載端末２００Ａ〜２００Ｅおよび車両５Ａ〜５Ｅの総数は、図２の例では５であるが、この例に限定されない。以降、車両５Ａ〜５Ｅを総称して「車両５」と記す場合がある。同様に、車載端末２００Ａ〜２００Ｅを総称して「通信端末２００」と記す場合がある。通信端末２００には、路側に固定された路側端末が含まれても良い。
【００３２】
通信信頼度管理サーバ１００は、通信信頼度データベース１５０およびアクセスポイント３００のそれぞれに、任意のネットワークを介して接続されている。通信信頼度管理サーバ１００は、アクセスポイント３００を介して、車載端末２００Ａなどの通信端末２００から接続することが出来る。
【００３３】
図３Ａを参照して、一実施形態による通信端末２００の構成について説明する。図３Ａは、一実施形態による通信端末２００の一構成例を機能的に示すブロック回路図である。
【００３４】
図３Ａの通信端末２００の構成要素について説明する。図３Ａの通信端末２００は、受信部２１０と、位置検出部２２０と、送信部２３０と、記憶部２４０と、ネットワーク接続部２５０と、アンテナ２５２、２５４および２６０とを備えている。受信部２１０は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）部２１１と、復調部２１２と、復調データ解析部２１３とを備えている。位置検出部２２０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）部２２１と、自車位置情報処理部２２２とを備えている。送信部２３０は、適応パラメータ制御部２３１と、パケット構成部２３２と、符号化部２３３と、変調部２３４と、ＲＦ部２３５とを備えている。ネットワーク接続部２５０は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：構内通信網）送受信部２５１と、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）送受信部２５３とを備えている。ここで、無線ＬＡＮおよびＬＴＥはあくまでも一例であって、ネットワーク接続部２５０が備える送受信部はこれらに限定されない。ネットワーク接続部２５０は、その他の、例えば３Ｇ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：第３世代移動通信システム）や５Ｇ（５ｔｈ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：第５世代移動通信システム）などの送受信部をさらに備えていても良いし、反対に、無線ＬＡＮまたはＬＴＥのいずれかまたは両方を備えていなくても良い。
【００３５】
図３Ａの通信端末２００の構成要素の接続関係について説明する。受信部２１０のＲＦ部２１１の入力は、アンテナ２６０に接続されている。ＲＦ部２１１の出力は、復調部２１２の入力に接続されている。復調部２１２の出力は、復調データ解析部２１３の入力に接続されている。復調データ解析部２１３の出力は、記憶部２４０に接続されている。ＧＰＳ部２２１の出力は、自車位置情報処理部２２２の入力に接続されている。自車位置情報処理部２２２の出力は、記憶部２４０に接続されている。適応パラメータ制御部２３１の入力は、記憶部２４０に接続されている。適応パラメータ制御部２３１の出力は、パケット構成部２３２と、符号化部２３３と、変調部２３４と、送信部２３０のＲＦ部２３５とに接続されている。パケット構成部２３２の入力は、記憶部２４０に接続されている。パケット構成部２３２には、その他、送信データが供給される。パケット構成部２３２の出力は、符号化部２３３の入力に接続されている。符号化部２３３の出力は、変調部２３４の入力に接続されている。変調部２３４の出力は、送信部２３０のＲＦ部２３５の入力に接続されている。送信部２３０のＲＦ部２３５の出力は、アンテナ２６０に接続されている。ネットワーク接続部２５０の入力は、記憶部２４０に接続されている。無線ＬＡＮ送受信部は、アンテナ２５２に接続されている。ＬＴＥ送受信部は、アンテナ２５４に接続されている。ネットワーク接続部２５０がその他の送受信部を備える場合には、対応するアンテナも備えることが好ましい。
【００３６】
なお、アンテナ２５２、２５４および２６０の全てまたは一部は、同一のアンテナであっても良い。また、アンテナ２５２、２５４および２６０のそれぞれは、複数のアンテナであっても良い。
【００３７】
図３Ａに示した通信端末２００の一部または全体は、所定のプログラムを実行する計算機としても実現可能である。図３Ｂを参照して、一実施形態による通信端末２００の別の構成例について説明する。図３Ｂは、一実施形態による通信端末２００の一構成例を装置別に示すブロック回路図である。
【００３８】
図３Ｂの通信端末２００は、バス２０１と、入出力インタフェース２０２と、演算装置２０３と、記憶装置２０４と、外部記憶装置２０５とを備えている。入出力インタフェース２０２と、演算装置２０３と、記憶装置２０４と、外部記憶装置２０５とは、それぞれ、バス２０１を介して相互に接続されている。入出力インタフェース２０２は、アンテナや、その他の装置などに接続可能である。外部記憶装置２０５は、外部の記憶媒体２０６に接続可能である。
【００３９】
演算装置２０３は、記憶装置２０４に格納されている所定のプログラムを実行する。このプログラムは、外部記憶装置２０５を介して記憶媒体２０６から読み出されたものであっても良い。演算装置２０３は、実行するプログラムに従い、入出力インタフェース２０２を介して外部から入力する情報や、記憶装置２０４に格納されているデータなどを用いて所定の処理を行う。行われた処理の結果は、記憶装置２０４に格納されても良いし、入出力インタフェース２０２を介して外部に出力されても良いし、外部記憶装置２０５を介して記憶媒体２０６に記録されても良い。演算装置２０３は、このようにして、図３Ａの受信部２１０や、位置検出部２２０や、送信部２３０や、ネットワーク接続部２５０などの処理を実行することが出来る。
【００４０】
本実施形態による通信端末２００の動作について説明する。通信端末２００の動作には、データ収集機能と、アップロード機能と、ダウンロード機能と、データベース利用機能とが含まれる。ここで、データ収集機能とは、通信端末２００が他の通信端末２００から送信される位置情報信号２１、２２を受信し、その結果を記録する機能である。アップロード機能とは、データ収集機能で記録した受信結果を含む通信ログ情報２３を、通信信頼度管理サーバ１００に向けて送信する機能である。ダウンロード機能とは、通信端末２００が通信信頼度管理サーバ１００から通信信頼度マップ情報４０を受信して通信信頼度ローカルデータベースとして記憶部２４０に格納する機能である。データベース利用機能とは、通信端末２００が、記憶部２４０の通信信頼度ローカルデータベースにダウンロードした通信信頼度マップ情報４０を利用して、他の通信端末２００との間で通信を行う機能である。
【００４１】
図４Ａを参照して、一実施形態による通信端末２００の動作のうち、データ収集機能について説明する。図４Ａは、一実施形態による通信端末２００のデータ収集機能の一動作例を示すフローチャートである。なお、通信端末２００が自身の位置情報信号２１、２２をブロードキャスト送信してその結果を記録する機能については、データベース利用機能と併せて説明する。
【００４２】
図４Ａのフローチャートは、第０ステップＳ１０〜第８ステップＳ１８の合計９個のステップを含んでいる。まず、第０ステップＳ１０において、通信端末２００は観測を開始する。第０ステップＳ１０の次には、第１ステップＳ１１が実行される。
【００４３】
第１ステップＳ１１において、受信部２１０のＲＦ部２１１は、アンテナ２６０を介して受信する電波からＲＦデータを取得する。第１ステップＳ１１の次には、第２ステップＳ１２が実行される。
【００４４】
第２ステップＳ１２において、復調部２１２は、取得されたＲＦデータの復調を試みる。第２ステップＳ１２の次には、第３ステップＳ１３が実行される。
【００４５】
第３ステップＳ１３において、復調データ解析部２１３が、復調部２１２による復調が成功したか否かを判定する。判定の結果、復調が成功した場合（ＹＥＳ）には、その次に第４ステップＳ１４が実行される。判定の結果、復調に成功していない場合（ＮＯ）には、その次に第５ステップＳ１５が実行される。
【００４６】
第４ステップＳ１４において、復調データ解析部２１３が、復調された送信者情報を、観測結果に付与する。第４ステップＳ１４の次には、第５ステップＳ１５が実行される。
【００４７】
第５ステップＳ１５において、復調データ解析部２１３が、ＲＦデータより受信電力を計算して観測結果に付与する。第５ステップＳ１５の次には、第６ステップＳ１６が実行される。
【００４８】
第６ステップＳ１６において、復調データ解析部２１３が、観測位置および観測時刻を観測結果に付与する。ここで、観測位置は、位置検出部２２０を利用して得ることが可能である。また、観測時刻は、図示しないクロック装置から得ることが可能である。第６ステップＳ１６の次には、第７ステップＳ１７が実行される。
【００４９】
第７ステップＳ１７において、復調データ解析部２１３が、観測結果を記憶部２４０のＤＢ（データベース）に登録する。第７ステップＳ１７の次には、第８ステップＳ１８が実行される。
【００５０】
第８ステップＳ１８において、通信端末２００は観測を終了する。
【００５１】
通信端末２００は、他の通信端末から送信される位置情報信号２１、２２を受信部２１０で受信する度に、第０ステップＳ１０〜第８ステップＳ１８を実行して、受信の記録である観測記録を生成して記憶部２４０に格納する。このようにして格納される観測記録は、位置情報信号２１、２２の受信電力と、通信端末２００が位置情報信号２１、２２を受信した観測位置および観測時刻とを含む。復調に成功した場合には、観測記録はさらに送信者情報を含む。送信者情報は、この位置情報信号２１、２２を送信した通信端末２００の位置情報を含む。
【００５２】
図４Ｂを参照して、通信端末２００の動作のうち、アップロード機能について説明する。図４Ｂは、一実施形態による通信端末２００のアップロード機能の一動作例を示すフローチャートである。
【００５３】
図４Ｂのフローチャートは、第０ステップＳ２０〜第７ステップＳ２７の合計８個のステップを含んでいる。第０ステップＳ２０において、通信端末２００が通信信頼度管理サーバ１００に向けて通信ログ情報２３のアップロードを開始する。通信端末２００のアップロード機能と、後述するダウンロード機能は、比較的大量のデータを送受信する場合があり、すなわち比較的長時間にわたる通信が必要となる場合があるので、通信端末２００を搭載する車両５が移動しない時間帯を選んで行われることが好ましい。例えば、通信端末２００のアップロード機能は、搭載する車両５が利用者の自宅などに戻った際などに自動的に開始しても良いし、予め設定された時刻に自動的に開始しても良いし、利用者の操作によって開始しても良い。第０ステップＳ２０の次には、第１ステップＳ２１が実行される。
【００５４】
第１ステップＳ２１において、ネットワーク接続部２５０が、利用可能なネットワークを確認する。第１ステップＳ２１の次には、第２ステップＳ２２が実行される。
【００５５】
第２ステップＳ２２において、ネットワーク接続部２５０が、利用可能なネットワークの中から、優先度の高いネットワークを選択する。ここで、優先度の高さは、例えば、セルラに負荷をかけない順番や、高速に接続できる順番などで定義されても良い。ここでは、無線ＬＡＮはＬＴＥよりも優先度が高く、ＬＴＥはその他のネットワーク、例えば３Ｇや５Ｇなどよりも優先度が高い場合を想定する。第２ステップＳ２２の次には、第３ステップＳ２３が実行される。
【００５６】
第３ステップＳ２３において、ネットワーク接続部２５０が、通信信頼度管理サーバ１００および通信信頼度データベース１５０との接続確立を試みる。ここで、第２ステップＳ２２で選択されたネットワークが用いられる。ただし、優先度が最も高いネットワーク（この例では無線ＬＡＮ）による接続確立に成功しなかった場合は、優先度が次に高いネットワーク（この例ではＬＴＥ）による接続確立を試みても良い。第３ステップＳ２３の次には、第４ステップＳ２４が実行される。
【００５７】
第４ステップＳ２４において、ネットワーク接続部２５０が、接続の確立に成功したか否かを判定する。判定の結果、確立に成功した場合（ＹＥＳ）は、次に第５ステップＳ２５が実行される。反対に、確立に成功しなかった場合（ＮＯ）は、次に第７ステップＳ２７が実行される。
【００５８】
第５ステップＳ２５において、ネットワーク接続部２５０が、観測情報および送信情報、すなわち通信ログ情報２３を、通信信頼度データベース１５０に、通信信頼度管理サーバ１００を介してアップロードする。第５ステップＳ２５の次には、第６ステップＳ２６が実行される。
【００５９】
第６ステップＳ２６において、ネットワーク接続部２５０が、通信信頼度管理サーバ１００および通信信頼度データベース１５０との接続を終了する。第６ステップＳ２６の次には、第７ステップＳ２７が実行される。
【００６０】
第７ステップＳ２７において、通信端末２００のアップロード機能が終了する。
【００６１】
通信端末２００は、第０ステップＳ２０〜第７ステップＳ２７を実行することで、それまでに記憶部２４０に記録し続けた通信ログ情報２３、すなわち観測情報および送信情報を、通信信頼度管理サーバ１００にアップロードする。アップロードし終わった通信ログ情報２３は、記憶部２４０から削除しても良いし、記憶部２４０に残しても良い。ただし、アップロードし終わった通信ログ情報２３を記憶部２４０に残す場合には、フラグを立てるなどしてアップロードし終わっていることを記録しておくことが好ましい。
【００６２】
図４Ｃを参照して、一実施形態による通信端末２００の動作のうち、ダウンロード機能について説明する。図４Ｃは、一実施形態による通信端末２００のダウンロード機能の一動作例を示すフローチャートである。
【００６３】
図４Ｃのフローチャートは、第０ステップＳ３０〜第８ステップＳ３８の合計９つのステップを含んでいる。まず、第０ステップＳ３０において、通信端末２００はダウンロードを開始する。通信端末２００のダウンロード機能は、アップロード機能の終了後に自動的に開始しても良いし、予め設定された時刻に自動的に開始しても良いし、所定の場所に到達または接近した際に自動的に開始しても良いし、利用者の操作によって開始しても良い。第０ステップＳ３０の次には、第１ステップＳ３１が実行される。
【００６４】
第１ステップＳ３１において、ネットワーク接続部２５０が、利用可能なネットワークを確認する。第１ステップＳ３１の次には、第２ステップＳ３２が実行される。
【００６５】
第２ステップＳ３２において、ネットワーク接続部２５０が、利用可能なネットワークの中から、優先度の高いネットワークを選択する。第２ステップＳ３２の内容は、図４Ｂの第２ステップＳ２２と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。第２ステップＳ３２の次には、第３ステップＳ３３が実行される。
【００６６】
第３ステップＳ３３において、ネットワーク接続部２５０が、通信信頼度管理サーバ１００および通信信頼度データベース１５０との接続確立を試みる。第３ステップＳ３３の内容は、図４Ｂの第３ステップＳ２３と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。第３ステップＳ３３の次には、第４ステップＳ３４が実行される。
【００６７】
第４ステップＳ３４において、ネットワーク接続部２５０が、接続の確立に成功したか否かを判定する。判定の結果、確立に成功した場合（ＹＥＳ）は、次に第５ステップＳ３５が実行される。反対に、確立に成功しなかった場合（ＮＯ）は、次に第８ステップＳ３８が実行される。
【００６８】
第５ステップＳ３５において、ネットワーク接続部２５０が、通信信頼度管理サーバ１００を介して、通信信頼度データベース１５０から所望の情報をダウンロードする。ここで、所望の情報とは、通信信頼度マップ情報４０であるが、通信端末２００はその一部だけを選択的にダウンロードしても良い。これは、通信信頼度マップ情報４０が、その全体を一度にダウンロードするにはデータ量が大き過ぎたり、通信時間が長くなりすぎたりする場合への対策である。通信信頼度マップ情報４０の一部だけをダウンロードする場合には、ダウンロードしたい部分が予め通信端末２００に設定されていることが好ましい。このような設定は、利用者が今後走行したい地域を選択することで行なわれても良いし、通信端末２００が記憶部２４０に記憶されている走行記録などに基づいて今後走行する可能性が高い地域を推測することで行われても良い。第５ステップＳ３５の次には、第６ステップＳ３６が実行される。
【００６９】
第６ステップＳ３６において、通信端末２００が、通信信頼度管理サーバ１００からダウンロードして取得した情報を、記憶部２４０の通信信頼度ローカルデータベースに登録する。第６ステップＳ３６の次には、第７ステップＳ３７が実行される。
【００７０】
第７ステップＳ３７において、ネットワーク接続部２５０が、通信信頼度管理サーバ１００および通信信頼度データベース１５０との接続を終了する。第７ステップＳ３７の次に、第８ステップＳ３８が実行される。
【００７１】
第８ステップＳ３８において、通信端末２００のダウンロード機能が終了する。
【００７２】
通信端末２００は、第０ステップＳ３０〜第８ステップＳ３８を実行することで、最新の通信信頼度マップ情報４０の一部または全体を、記憶部２４０の通信信頼度ローカルデータベースに格納する。通信信頼度マップ情報４０のうち、記憶部２４０に格納されていない部分については、走行中に対応する地域に接近した場合など、別の機会に改めてダウンロードしても良い。
【００７３】
図４Ｄを参照して、通信端末２００の動作のうち、データベース利用機能について説明する。図４Ｄは、一実施形態による通信端末２００のデータベース利用機能の一動作例を示すフローチャートである。
【００７４】
図４Ｄのフローチャートは、第０ステップＳ４０〜第１０ステップＳ５０の合計１１個のステップを含んでいる。まず、第０ステップＳ４０において、通信端末２００はデータベースの利用を開始する。データベースの利用は、通信端末２００を搭載する車両５の走行中は常時行われることが好ましい。したがって、データベース利用機能は、ダウンロード機能が終了した際に自動的に開始しても良いし、利用者が車両５のシステムを起動する際に自動的に開始しても良い。第０ステップＳ４０の次には、第１ステップＳ４１が実行される。
【００７５】
第１ステップＳ４１において、通信端末２００が、ＧＰＳ部２２１を用いて自身の位置情報を取得する。ここで、ＧＰＳ部２２１は、ＧＰＳ衛星からの無線信号を受信し、その結果を自車位置情報処理部２２２に送信する。自車位置情報処理部２２２は、ＧＰＳ信号から位置情報を算出する。自車位置情報処理部２２２は、算出した位置情報を、その他の観測結果などに基づいて微調整しても良い。ここで用いられる観測結果には、ＬＴＥの基地局や、無線ＬＡＮのアクセスポイントなどから受信する無線信号から算出される位置情報が含まれても良いし、車両５の加速度や速度などから算出される補正情報が含まれても良い。第１ステップＳ４１の次には、第２ステップＳ４２が実行される。
【００７６】
第２ステップＳ４２において、通信端末２００が、所望パケット到達率および受信位置を決定する。ここで決定する所望パケット到達率とは、通信が成功するために必要と推測される通信信頼度の範囲であり、より具体的には通信相手が受信する信号の受信電力の下限値や、通信が成功する確率の下限値などが決定される。また、決定する受信位置とは、通信相手となる別の車両５の位置である。ただし、記憶部２４０の通信信頼度ローカルデータベースにダウンロードされている通信信頼度マップ情報４０では、データ量を節約するために、土地を複数のエリアに分割し、位置情報をエリア単位で管理することが好ましい。このような場合、実際の受信位置は、所定の面積を備える受信範囲として扱われる。第２ステップＳ４２の次には、第３ステップＳ４３が実行される。
【００７７】
第３ステップＳ４３において、通信端末２００が、記憶部２４０に格納されている通信信頼度ローカルデータベースより周辺環境情報を読み出す。ここで、周辺環境情報とは、通信信頼度マップ情報４０のうち、第１ステップＳ４１で取得した自身の位置情報を含むエリアと、その周辺のエリアとに対応する部分である。通信端末２００の演算能力およびメモリ容量には限りがあるので、このような意味からも、現実的な範囲に限定して通信信頼度マップ情報４０を利用することが好ましい。第３ステップＳ４３の次には、第４ステップＳ４４が実行される。
【００７８】
第４ステップＳ４４において、通信端末２００が、通信ルートを決定する。ここで、通信ルートの決定とは、通信端末２００から、通信相手となる別の通信端末２００までの通信ルートを、信号の伝搬を直接的に行うか、他の通信ノードを仲介して間接的に行うか、仲介する場合はどの通信ノードを利用するか、を決定することを意味する。通信端末２００の現在位置を含む送信エリアと、通信相手の通信端末２００の現在位置を含む受信エリアとの間で、通信信頼度が第２ステップＳ４２で決定された所望パケット到達率の条件を満たしていれば、直接的な通信ルートが選択可能である。反対に、条件が満たされていなければ、通信ルートを仲介する第３の通信端末２００を選択する。このとき、送信する通信端末２００および仲介する通信端末２００の間の通信信頼度と、仲介する通信端末２００および受信する通信端末２００の間の通信信頼度との両方が、所望パケット到達率の条件を満たす必要がある。なお、仲介する通信端末２００は、さらに多くても良い。
【００７９】
ここで、通信ルートの決定には、送信するパケットを生成する際に用いる通信プロトコルの選択および決定が含まれても良い。通信プロトコルは、仲介する通信端末２００に合わせて選択されることが好ましい。第４ステップＳ４４の次には、第５ステップＳ４５が実行される。
【００８０】
第５ステップＳ４５において、通信端末２００が、符号化率を決定する。ここで、符号化率の決定とは、送信する情報をバイナリ信号に符号化する際に用いられる規格の選択および決定が含まれることが好ましい。符号化の規格は、誤り訂正の性能や、パケットの長さや、通信速度などの各種トレードオフなどを適宜に勘案して選択されることが好ましい。第５ステップＳ４５の次には、第６ステップＳ４６が実行される。
【００８１】
第６ステップＳ４６において、通信端末２００が、変調方式を決定する。ここで、決定される変調方式は、送受信を行う通信端末２００の間の距離や、送受信を行う通信端末２００の周囲の環境におけるＳ／Ｎ（信号対雑音）比などを勘案して適宜に選択されることが好ましい。第６ステップＳ４６の次には、第７ステップＳ４７が実行される。
【００８２】
第７ステップＳ４７において、通信端末２００が、送信信号の周波数を決定する。ここで、決定される送信信号の周波数は、送受信位置が同じでも周波数によって異なる通信信頼度などを勘案して適宜に選択されることか好ましい。第７ステップＳ４７の次には、第８ステップＳ４８が実行される。
【００８３】
第８ステップＳ４８において、通信端末２００は、送信信号の送信電力を決定する。ここで、決定される送信電力は、受信する通信端末２００の現在位置に対応する受信電力の値を通信信頼度マップ情報４０から読み出し、読み出した値などに基づいて適宜に選択されることか好ましい。第８ステップＳ４８の次には、第９ステップＳ４９が実行される。
【００８４】
第９ステップＳ４９において、通信端末２００は、送信部２３０を用いてパケットを送信する。ここで、送信部２３０は、第４ステップＳ４４〜第８ステップＳ４８で決定された通信ルート、符号化率、変調方式、周波数および送信電力にしたがって、送信パケットを生成し、アンテナ２６０を介して外部に送信する。より具体的には、まず、適応パラメータ制御部２３１が通信ルート、符号化率、変調方式、周波数および送信電力を決定する。次に、パケット構成部２３２が、決定された通信ルートおよびプロトコルにしたがって、送信信号のパケットを生成する。次に、符号化部２３３が、決定された規格にしたがって、生成されたパケットをバイナリ信号に符号化する。次に、変調部２３４が、決定された変調方式にしたがって、符号化されたバイナリ信号をＲＦ信号に変調する。次に、ＲＦ部２３５が、決定された周波数および電力にしたがって、変調されたＲＦ信号をアンテナから無線送信する。通信端末２００は、送信の結果を記憶部２４０に記録しておくことが好ましい。第９ステップＳ４９の次には、第１０ステップＳ５０が実行される。
【００８５】
第１０ステップＳ５０において、通信端末２００は、データベース利用機能を終了する。ただし、通信端末２００が他の通信端末２００との通信を継続する限りは、第９ステップＳ４９の次に第１ステップＳ４１に戻っても良い。
【００８６】
第４ステップＳ４４〜第８ステップＳ４８は、上記に説明したとおりの順番で実行されても良いし、他の順番で実行されても良いし、その一部または全てが並列に実行されても良い。また、第４ステップＳ４４〜第８ステップＳ４８で決定される通信パラメータの一部が固定されていて、すなわち予め所定の値に決定されていても良い。
【００８７】
ここで、通信端末２００が自身の位置情報信号２１、２２をブロードキャスト送信してその結果を記録する機能について説明する。位置情報信号２１、２２のブロードキャスト送信も、基本的には図４Ｄを参照して説明した送信動作と同様に実行することが可能である。ただし、位置情報信号２１、２２のブロードキャスト送信には、通信信頼度マップ情報４０を生成または更新するために、送信信号の通信パラメータが所定の基準を満たし、かつ、この基準は不変であることが好ましい。したがって、位置情報信号２１、２２のブロードキャスト信号を行う場合には、第２ステップＳ４２〜第８ステップＳ４８の一部またはすべてを省略することが可能である。
【００８８】
図５Ａを参照して、一実施形態による通信信頼度管理サーバ１００の一構成例について説明する。図５Ａは、一実施形態による通信信頼度管理サーバの一構成例を機能的に示すブロック図である。
【００８９】
図５Ａの通信信頼度管理サーバ１００の構成要素について説明する。図５Ａの通信信頼度管理サーバ１００は、ログ情報取得部１１０と、信頼度情報生成部１２０と、マップ化処理部１３０と、信頼度情報提供部１４０とを備えている。なお、通信信頼度データベース１５０は、通信信頼度管理サーバ１００の一部と考えても良いし、通信信頼度管理サーバ１００と切り離して考えても良い。
【００９０】
図５Ａの通信信頼度管理サーバ１００の構成要素の接続関係について説明する。ログ情報取得部１１０の入力は、ネットワークに接続されている。ログ情報取得部１１０の出力は、信頼度情報生成部１２０の入力に接続されている。信頼度情報生成部１２０の出力は、通信信頼度データベース１５０と、マップ化処理部１３０の入力とに接続されている。マップ化処理部１３０の入力は、信頼度情報生成部１２０の出力と、通信信頼度データベース１５０とに接続されている。マップ化処理部１３０の出力は、通信信頼度データベース１５０に接続されている。信頼度情報提供部１４０の入力は、通信信頼度データベース１５０に接続されている。信頼度情報提供部１４０の出力は、ネットワークに接続されている。
【００９１】
なお、通信信頼度管理サーバ１００は、このネットワークを介して通信端末２００との通信を行う。さらに、通信信頼度管理サーバ１００は、このネットワークを介して通信信頼度データベース１５０に接続されていても良い。その場合、通信信頼度管理サーバ１００と、通信信頼度データベース１５０とは、その一部または全体が、ネットワーク上のどこにあっても良い。
【００９２】
図５Ａに示した通信信頼度管理サーバ１００の一部または全体は、所定のプログラムを実行する計算機としても実現可能である。図５Ｂを参照して、一実施形態による通信信頼度管理サーバ１００の別の構成例について説明する。図５Ｂは、一実施形態による通信信頼度管理サーバ１００の一構成例を装置別に示すブロック回路図である。
【００９３】
図５Ｂの通信信頼度管理サーバ１００は、バス１０１と、入出力インタフェース１０２と、演算装置１０３と、記憶装置１０４と、外部記憶装置１０５とを備えている。入出力インタフェース１０２と、演算装置１０３と、記憶装置１０４と、外部記憶装置１０５とは、それぞれ、バス１０１を介して相互に接続されている。入出力インタフェース１０２は、ネットワークを介して、通信端末２００などに接続可能である。外部記憶装置１０５は、外部の記憶媒体１０６に接続可能である。
【００９４】
図５Ｂの構成要素のそれぞれの動作は、図３Ｂの構成要素のそれぞれの場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００９５】
図６を参照して、本実施形態による通信信頼度管理サーバ１００が通信信頼度マップ情報４０を生成する動作について説明する。図６は、一実施形態による通信信頼度管理サーバのマップ情報生成機能の一動作例を示すフローチャートである。
【００９６】
図６のフローチャートは、第０ステップＳ６０〜第６ステップＳ６６の、合計７個のステップを含んでいる。まず、第０ステップＳ６０において、通信信頼度管理サーバ１００が、ネットワークを介して通信端末２００から接続の依頼を受ける。通信端末２００によるこの接続依頼は、図４Ｂを参照して説明したアップロード機能の第３ステップＳ２３に対応する。第０ステップＳ６０の次には、第１ステップＳ６１が実行される。
【００９７】
第１ステップＳ６１において、ログ情報取得部１１０が、通信ログ情報２３を、すなわち送受信位置ごとの受信電力値および受信結果を、ネットワークを介して通信端末２００から取得する。ここで、通信ログ情報２３には、通信端末２００が位置情報信号２１、２２を送信した結果を記録した送信情報も含まれていることが好ましい。ログ情報取得部１１０は、取得した通信ログ情報を、信頼度情報生成部１２０に送信する。第１ステップＳ６１の次には、第２ステップＳ６２が実行される。
【００９８】
第２ステップＳ６２において、信頼度情報生成部１２０が、取得した送受信位置における過去の統計情報を、通信信頼度データベース１５０から取得する。ここで、取得する過去の統計情報とは、後述するように、信頼度情報生成部１２０が過去に生成して通信信頼度データベース１５０に格納した統計情報である。また、過去の統計情報には、信頼度情報生成部１２０が過去にログ情報取得部１１０から受信した過去の通信ログ情報２３が含まれることが好ましい。なお、取得する過去の統計情報は、所定の期間内に生成された統計情報に限定されても良い。この場合、所定の期間よりも過去に生成された統計情報は、通信信頼度データベース１５０から破棄されても良い。さらに、取得する過去の統計情報は、所定の条件を満たす時期に生成された統計情報に限定されても良い。この場合、所定の季節の統計情報や、所定の時間帯の統計情報などを選択的に取得することも可能である。
【００９９】
信頼度情報生成部１２０は、ログ情報取得部１１０から受信した通信ログ情報２３と、通信信頼度データベース１５０から取得した過去の統計情報とを解析する。より具体的には、信頼度情報生成部１２０は、通信ログ情報２３に含まれる送信情報を検出し、検出した送信情報に含まれる送信位置や、送信時刻などを検出しても良い。また、信頼度情報生成部１２０は、通信ログ情報２３に含まれる受信記録を検出し、検出した受信記録から受信位置や、受信時刻や、受信電力などを検出しても良い。さらに、信頼度情報生成部１２０は、送信時刻、送信位置、受信時刻および受信位置から、所定の送信時刻に所定の位置に存在していた通信端末２００の総数を算出しても良い。このような総数を、「存在端末数」と呼ぶ。信頼度情報生成部１２０は、このようにして、対応関係にある送信記録および受信記録の組み合わせを抽出する。すなわち、位置情報信号２１、２２の送信記録ごとに、同一の位置情報信号２１、２２を同時刻に受信したと推定される受信記録とのマッチング処理を行う。なお、このマッチング処理では、受信記録は必ずしも位置情報信号２１、２２そのものを含んでいなくても良い。特に、図４Ａを参照して説明した通信端末２００のデータ収集機能の第３ステップＳ１３において、位置情報信号２１、２２の復調に成功しなかった場合には、送信者情報としての位置情報は受信記録に付与されていない。それでも、受信時刻が送信時刻に事実上一致しており、かつ、送信位置と受信位置の間の距離が現実的な通信範囲内であれば、送信記録および準記録の組み合わせは、通信が成功しなかった事例として記録される。反対に、受信記録に位置情報などの送信者情報が付与されていれば、送信記録および受信記録の組み合わせは通信の成功事例として記録される。第２ステップＳ６２の次には、第３ステップＳ６３が実行される。
【０１００】
第３ステップＳ６３において、信頼度情報生成部１２０が、メッシュごとの平均受信電力値を周波数ごとに計算する。ここで、メッシュとは、土地をエリアごとに分割した最小単位である。メッシュの具体的な面積は、車両５の寸法や、車両５の移動速度や、車両５が位置情報信号２１、２２を送信する頻度などを勘案すると、一例として２メートル四方乃至１０メートル四方の程度であることが好ましい。また、平均受信電力値の計算は、第１ステップＳ６１でログ情報取得部１１０から取得した通信ログ情報２３と、第２ステップＳ６２で通信信頼度データベース１５０から取得した過去の統計情報とに基づいて行われることが好ましい。計算の結果は、通信信頼度データベース１５０に格納される。第３ステップＳ６３の次には、第４ステップＳ６４が実行される。
【０１０１】
第４ステップＳ６４において、信頼度情報生成部１２０が、メッシュごとの受信電力の分散を周波数ごとに計算する。通信信頼度の分散を計算することで、通信信頼度の最小値の目安が得られる。計算の結果は、通信信頼度データベース１５０に格納される。第４ステップＳ６４の次には、第５ステップＳ６５が実行される。
【０１０２】
第５ステップＳ６５において、信頼度情報生成部１２０が、メッシュごとの通信成功確率を周波数ごとに計算する。ここで、通信成功確率は、図１Ａを参照した説明の繰り返しになるが、送信位置と、受信位置との組み合わせごとに定義される。すなわち、所定の送信位置から所定の受信位置までの通信成功確率とは、受信位置の車両５のうち、送信位置の車両５から送信された信号を受信し、かつ、送信信号の復調まで成功した車両５の割合である。計算の結果は、通信信頼度データベース１５０に格納される。第５ステップＳ６５の次には、第６ステップＳ６６が実行される。
【０１０３】
第６ステップＳ６６において、マップ化処理部１３０が、通信信頼度マップ情報４０を生成する。ここで、マップ化処理部１３０は、第３ステップＳ６３〜第５ステップＳ６５で信頼度情報生成部１２０が計算した結果を、信頼度情報生成部１２０から受け取っても良いし、通信信頼度データベース１５０から読み出しても良い。生成された通信信頼度マップ情報４０は、通信信頼度データベース１５０に格納される。第６ステップＳ６６の次には、第７ステップＳ６７が実行される。
【０１０４】
第７ステップＳ６７において、通信信頼度管理サーバ１００は、通信信頼度マップ情報４０の生成処理を終了する。通信信頼度マップ情報４０はこのようにして、最新の通信ログ情報２３によって更新される。通信信頼度データベース１５０に格納された通信信頼度マップ情報４０は、図４Ｃを参照して説明した通信端末２００のダウンロード機能によって要求される度に、信頼度情報提供部１４０およびネットワークを介して、通信端末２００に向けて送信される。
【０１０５】
なお、通信信頼度マップ情報４０の通信信頼度として受信電力を用いない場合には、第３ステップＳ６３および第４ステップＳ６４は省略可能である。また、通信信頼度マップ情報４０の通信信頼度として通信成功確率を用いない場合には、第５ステップＳ６５は省略可能である。通信信頼度マップ情報４０の通信信頼度として通信成功確率および受信電力の両方を用いる場合には、第３ステップＳ６３〜第５ステップＳ６５の一部または全てを、異なる順番で実行しても良いし、並列に実行しても良い。
【０１０６】
図７Ａ〜図７Ｃを参照して、一実施形態による通信信頼度マップ情報４０の構成例について説明する。図７Ａは、一実施形態による通信信頼度マップ情報４０の一例を示す図である。
【０１０７】
図７Ａの例では、図１Ａに例示した丁字路型の道路１０およびその周辺の土地を、縦横のメッシュ状に分割している。図７Ａの基準メッシュ４１は、図１Ａの基準車両１の位置を含んでいる。
【０１０８】
図７Ａの例では、基準メッシュ４１から位置情報信号２１、２２を送信し、周辺の各メッシュにおいてこの位置情報信号２１、２２を受信した場合の、受信電力がデシベル（ｄＢｍ）で表記されている。通信信頼度マップ情報４０には、メッシュごとの受信電力が、図７Ａに例示した２次元配列データとして、そのまま記載されていても良い。
【０１０９】
図７Ｂは、一実施形態による通信信頼度マップ情報４０の別の一例を示す図である。図７Ｂの例では、通信信頼度マップ情報４０のデータ量を大幅に削減している。すなわち、図７Ａの例では、同様の２次元配列データを、基準メッシュ４１ごとに用意する必要があるので、通信信頼度マップ情報４０のデータ量が膨大になってしまう可能性がある。そこで、図７Ｂの例では、受信電力が−９０ｄＢｍを超えるメッシュを−９０ｄＢｍ超過エリア４２として定義している。図７Ｂの例では、メッシュごとに、−９０ｄＢｍ超過エリア４２に属するか否かだけの情報を残すことで、通信信頼度マップ情報４つのデータ量を大幅に削減することが可能となる。ここで、−９０ｄＢｍはあくまでも一例にすぎず、実際には他の値を用いても良い。
【０１１０】
図７Ｃは、一実施形態による通信信頼度マップ情報４０のさらに別の一例を示す図である。図７Ｃの例では、図７Ｂとは異なる手法で、やはり通信信頼度マップ情報４０のデータ量を大幅に削減している。すなわち、図７Ｃの例では、受信電力が−９０ｄＢｍを超えるメッシュのうち、基準メッシュ４１から最も近いメッシュまでの、基準メッシュ４１からの距離を−９０ｄＢｍ最小距離４３として定義している。図７Ｃの例では、基準メッシュごとに、−９０ｄＢｍ最小距離４３だけの情報を残すことで、通信信頼度マップ情報４つのデータ量をさらに大幅に削減することが可能となる。ここでも、−９０ｄＢｍはあくまでも一例にすぎず、実際には他の値を用いても良い。
【０１１１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態として、受信成功率算出アルゴリズムについて説明する。本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを、上述した第１の実施形態による通信信頼度マップ情報の生成に適用することによって、本発明による通信信頼度管理サーバ１００、通信信頼度管理システムおよび通信信頼度管理方法のさらなる効率化が可能となる。
【０１１２】
上述した第１の実施形態では、通信信頼度マップ情報を生成するために、送信側としての車両から得られる情報と、受信側としての車両から得られる情報の、両方を用いた。その一方で、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムでは、送信側としての車両から得られる情報を用いずに、受信側としての車両から得られる情報だけを用いて、通信信頼度マップ情報を生成する。
【０１１３】
より具体的には、本実施形態では、受信側の車両の位置情報と、受信側の車両が受信し、かつ、復調に成功した情報だけを用いる。すなわち、送信側の車両が送信し、受信側の車両が受信したものの、受信側の車両が復調に失敗した情報は、利用出来ない。しかし、受信側の車両は、受信したパケットの復調に成功しないと、このパケットを送信した車両の存在すら知り得ない。つまり、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムでは、パケットの受信失敗に係る情報を用いずに、周辺の受信車両による観測結果を組み合わせて、通信信頼度管理サーバ１００が受信成功率を算出することによって、通信信頼度マップ情報を生成する。
【０１１４】
本実施形態では、図４Ａ〜図４Ｄに示した第１の実施形態による通信端末２００の動作と、図６に示した第１の実施形態による通信信頼度管理サーバ１００の動作とに、以下の３点の改良を加える。
【０１１５】
まず、第１の改良点として、送信側としての車両が外部に向けて送信する送信情報に、送信パケットのシリアル番号と、送信車両の車両ＩＤとを追加する。ここで、送信情報には、第１の実施形態で説明した送信位置情報も含まれている。
【０１１６】
次に、第２の改良点として、車両が受信し、かつ、復号に成功した情報を集約する際に、通信信頼度管理サーバ１００が、他の車両が受信して報告した情報に含まれるシリアル番号および車両ＩＤを把握する。
【０１１７】
より具体的には、図４Ａに示したフローチャートの第６ステップＳ１６において、受信側としての車両の復調データ解析部２１３が、観測位置および観測時刻を観測結果に付与する際に、送信者情報に含まれるシリアル番号および車両ＩＤをも観測結果に付与する。
【０１１８】
最後に、第３の改良点として、通信信頼度管理サーバ１００が、送信側の車両から送信された情報を受信側の車両が受信または復号に成功しなかった際の車両位置情報を集約する。この集約は、通信信頼度管理サーバ１００が、第２の改良点で把握したシリアル番号および車両ＩＤと、車両の位置情報とを組み合わせることで行われる。なお、車両は、自身の位置情報を通信信頼度管理サーバ１００に向けて定期的に報告することが好ましい。
【０１１９】
より具体的には、まず、図４Ｂに示したフローチャートの第５ステップＳ２５において、車両のネットワーク接続部２５０が通信信頼度データベース１５０に向けてアップロードする通信ログ情報２３に含まれる観測情報には、受信側の車両自身の位置情報が含まれている。ただし、本実施形態において、アップロードされる通信ログ情報２３に、送信情報は含まれない。したがって、図６に示したフローチャートの第１ステップＳ６１において、本実施形態では、送信位置情報は利用せずに、受信位置ごとの受信結果を取得する。その上で、図６に示したフローチャートの第５ステップＳ６５において、送信側としての車両が送信した情報を受信側としての車両が受信に失敗した際の、受信車両の位置を、通信信頼度管理サーバ１００がカウントする。言い換えれば、パケットシリアル番号、車両ＩＤおよび受信位置の組み合わせごとに、受信および復号の成功及び失敗を、信頼度情報生成部が統計データとして集約しても良い。この統計データを、受信復号可否カウントと呼んでも良い。
【０１２０】
本実施形態では、第１の実施形態に上記の改良を施すことで、送信側としての車両から得られる情報を用いずに、受信側としての車両から得られる情報だけを用いて、通信信頼度マップ情報を生成することが可能となる。なお、本実施形態においても、第１の実施形態で送信車両が通信信頼度管理サーバ１００に向けて送信する送信記録情報と実質的に同じ内容を含む情報が、受信および復号が成功した場合に限り、受信車両を介して通信信頼度管理サーバ１００に向けて送信される。
【０１２１】
以下、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムの精度を確認するために行った計算機シミュレーションおよび第１実施形態の有効性を確認するために行った路上実験の結果について説明する。
【０１２２】
まず、シミュレーションの諸条件について説明する。シミュレーション環境として、一辺が４００ｍの正方形の範囲を想定し、この範囲を一辺２０ｍの正方形のメッシュに区切った。この範囲の中に、送信側としての車両を１台固定し、受信側としての車両を５台または２０台配置した。シミュレーションを試行する度に、５台または２０台の受信車両の配置は、ランダムに変更した。
【０１２３】
シミュレーション範囲の電波伝搬環境としては、距離減衰と、ｉ．ｉ．ｄ．（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ａｎｄ  ｉｄｅｎｔｉｃａｌｌｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ：独立同一分布）レイリーフェージングを考慮して、距離減数係数を３．５とした。また、送信電力を１０ｄＢｍに固定し、受信成功とみなす閾値を−７３ｄＢｍとした。言い換えれば、受信電力値がこの閾値電力を上回れば受信成功とカウントする。反対に、受信電力値がこの閾値電力を下回った場合には、上述した受信成功率算出アルゴリズムを適用する。受信成功率算出アルゴリズムの結果として、受信失敗が把握できれば誤りとカウントする。
【０１２４】
受信判定は、一辺２０ｍのメッシュごとに行い、それぞれのメッシュにおける平均受信成功率を算出する。シミュレーション試行回数は、１０００回とした。
【０１２５】
また、シミュレーション結果との比較対象として、送信車両に関する情報が既知であると仮定した場合の、メッシュごとの受信成功率の理想値を算出した。ここでは、受信電力値が閾値電力を上回った場合には受信成功とカウントし、下回った場合には受信失敗とカウントした。
【０１２６】
上記の条件によるシミュレーションで得られた結果について説明する。
【０１２７】
図８Ａは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用い、かつ、受信車両の台数が５である場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。図８Ｂは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用いずに、かつ、受信車両の台数が５である場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。図８Ｃは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用い、かつ、受信車両の台数が５である場合の理想値を示す図である。図８Ｄは、図８Ａのシミュレーション結果と、図８Ｃの理想値との差分を示す図である。
【０１２８】
図９Ａは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用い、かつ、受信車両の台数が２０である場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。図９Ｂは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用いずに、かつ、受信車両の台数が２０である場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。図９Ｃは、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用い、かつ、受信車両の台数が２０である場合の理想値を示す図である。図９Ｄは、図９Ａのシミュレーション結果と、図９Ｃの理想値との差分を示す図である。
【０１２９】
図１０Ａは、図８Ａ〜図８Ｃおよび図９Ａ〜図９Ｃに示した、メッシュごとの表示色および平均受信成功率の、対応関係を示す図である。図１０Ｂは、図８Ｄおよび図９Ｄに示した、メッシュごとの表示色および平均受信成功率の、対応関係を示す図である。なお、図８Ａ〜図８Ｄおよび図９Ａ〜図９Ｄに示した黒色のメッシュは、送信車両の位置を示している。
【０１３０】
図８Ｂおよび図９Ｂに示した、本実施形態による受信成功率算出アルゴリズムを用いない場合のシミュレーション結果では、受信成功のみをカウントしている。その結果、シミュレーション範囲のうち、送信車両が位置するメッシュ以外の全域において、受信成功率が１００％となっている。言い換えれば、受信失敗をカウントできないことにより、このような、理想値からかけ離れた結果が得られた。
【０１３１】
図８Ｄおよび図９Ｄに示した差分値について説明する。図８Ｄに示した、受信車両が５台に設定された場合は、シミュレーション結果および理想値の差分値が、最大で８％まで開いており、比較的大きい。その一方で、図９Ｄに示した、受信車両が２０台に設定された場合は、シミュレーション結果および理想値の差分値が、ほぼゼロに収束されている。これらの結果は、車両密度が低い場合に、全ての受信車両が受信に失敗して誤りのカウントが出来なかったことを示している。
【０１３２】
次に、路上実験の諸条件について説明する。図１１は、路上実験を行った地域の地図である。図１１の地図に示した地域において、それぞれが車載器を搭載した３台の車両が、相互に通信を行い、電界強度を測定し、統計化を行った。図１１に示すスタート地点Ｓは、車両が移動を開始した場所を示す。図１１に示す複数の矢印は車両が走行した順路を示し、走行された順路の順番は、それぞれの矢印と同じ色の数字で示されている。
【０１３３】
車両間の通信の規格は、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０９（７００ＭＨｚ帯高度道路交通システム）に準拠し、送信電力を８３ｍＷとし、中心周波数を７６０ＭＨｚとした。
【０１３４】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、路上実験で得られた電界強度マップである。図１２Ａおよび図１２Ｂが示す範囲は、図１１に示した地図の領域Ｒに対応しており、一辺１０ｍの正方形メッシュに区切られている。
【０１３５】
図１２Ａおよび図１２Ｂにおいて、青い線としてそれぞれ示される領域Ｔ１およびＴ２は、路上実験において送信側としての車両が送信時に走行した送信位置範囲を示している。図１２Ａおよび図１２Ｂでは、送信位置範囲が異なるが、その他の実験条件は同一である。
【０１３６】
図１２Ａおよび図１２Ｂを比較すると、送信位置範囲の違い以上に、実際に得られる電界強度マップの違いが大きいことが分かる。このことは、送受信車両がダイナミックに移動し、その場所に応じて電界強度が大きく変化することを示している。
【０１３７】
このように、車車間通信においては、通信環境が常に変化するので、図１２Ａおよび図１２Ｂのような電界強度マップを参照し、現在位置の電界強度に応じた通信方法を選択することで、信頼性がより高い通信を行うことが可能となる。例えば、電界強度の低いエリアでは通信パラメータを変えても良いし、中継車両を介した協調通信を行っても良い。
【０１３８】
さらに、通信信頼度データベース１５０の精度を評価するために、上記の路上実験で行った車車間通信において、正方形メッシュの一辺が１０ｍ、５ｍおよび２ｍであった場合のそれぞれについて統計処理し、メッシュごとの平均電界強度を算出した。そして、実観測した電界強度を真値として、統計処理で得た電界強度との差分からＲＭＳＥ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｅｒｒｏｒ：平均二乗誤差）を算出し、統計データの精度評価を行った。
【０１３９】
また、比較対象として、上記の路上実験で得られた観測データから回帰直線を取得し、この回帰直線を距離減衰モデルとし、その精度を評価した。このようにして得られた距離減衰特性から電界強度を推定し、実観測した電界強度との差分からＲＭＳＥを算出した。
【０１４０】
図１３は、実測値および距離減衰に係るＲＭＳＥと、メッシュサイズとの関係の一例を示すグラフである。図１３のグラフにおいて、横軸はメッシュサイズを示し、縦軸はＲＭＳＥを示す。また、図１３のグラフのうち、第１のグラフＧ１は距離減衰特性から推定した電界強度から算出したＲＭＳＥを示し、第２のグラフＧ２は実測値をメッシュごとに平均化した場合のＲＭＳＥを示す。
【０１４１】
図１３の第１のグラフＧ１として示したように、距離減衰特性に係るＲＭＳＥは、一辺１０ｍのメッシュでは１０．１００ｄＢ、一辺５ｍのメッシュでは９．３６４ｄＢ、一辺２ｍのメッシュでは６．８４０ｄＢである。また、図１３の第２のグラフＧ２として示したように、実測値に係るＲＭＳＥは、一辺１０ｍのメッシュでは８．６２４ｄＢ、一辺５ｍのメッシュでは６．７５４ｄＢ、一辺２ｍのメッシュでは４．９０７ｄＢである。
【０１４２】
このように、距離減衰特性に係るＲＭＳＥよりも、実測値に係るＲＭＳＥの方が低い。このことは、距離減衰特性から電界強度を推定するよりも、通信信頼度データベース１５０を用いて統計処理を行った方が、より正確に電界強度を予測することが出来ることを意味している。
【０１４３】
本実施形態による通信信頼度管理サーバ、通信信頼度管理システムおよび通信信頼度管理方法の、その他の詳細については、第１の実施形態の場合と同様であるので、さらなる説明を省略する。
【０１４４】
以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１：基準車両
１Ａ〜１Ｅ：車両
２Ａ〜２Ｃ：車両
３Ａ〜３Ｃ：車両
４Ａ、４Ｂ：車両
５Ａ〜５Ｅ：車両
１０：道路
１１：領域
１２Ａ〜１２Ｃ：領域
１３Ａ、１３Ｂ：領域
２１、２２：位置情報信号
２３：通信ログ情報
３１：送受信位置情報
３２：通信信頼度情報
３３：通信希望
４０：通信信頼度マップ情報
４１：基準メッシュ
４２：−９０ｄＢｍ超過エリア
４３：−９０ｄＢｍ最小距離
１００：通信信頼度管理サーバ
１０１：バス
１０２：入出力インタフェース
１０３：演算装置
１０４：記憶装置
１０５：外部記憶装置
１０６：記憶媒体
１１０：ログ情報取得部
１２０：信頼度情報生成部
１３０：マップ化処理部
１４０：信頼度情報提供部
１５０：通信信頼度データベース
２００：通信端末
２００Ａ〜２００Ｅ：車載端末
２０１：バス
２０２：入出力インタフェース
２０３：演算装置
２０４：記憶装置
２０５：外部記憶装置
２０６：記憶媒体
２１０：受信部
２１１：ＲＦ部
２１２：復調部
２１３：復調データ解析部
２２０：位置検出部
２２１：ＧＰＳ部
２２２：自車位置情報処理部
２３０：送信部
２３１：適応パラメータ制御部
２４０：記憶部
２５０：ネットワーク接続部
２５１：無線ＬＡＮ送受信部
２５２：アンテナ
２５３：ＬＴＥ送受信部
２５４：アンテナ
２６０：アンテナ
３００：アクセスポイント
Ｇ１、Ｇ２：グラフ
Ｓ：スタート地点
Ｔ１、Ｔ２：領域
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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