特許 7447759 車両用無線通信装置、通信制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】車両用無線通信装置、通信制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 36/24 20090101AFI20240305BHJP

   H04W 4/44 20180101ALI20240305BHJP

   H04W 36/36 20090101ALI20240305BHJP

   H04W 52/06 20090101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

H04W36/24

H04W4/44

H04W36/36

H04W52/06

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020170640

(22)【出願日】2020-10-08

(65)【公開番号】P2022062549

(43)【公開日】2022-04-20

【審査請求日】2022-12-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】星野 正幸

【審査官】中村 信也

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５３１０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５０４５１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４－７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の加入者識別モジュール（５５Ａ、５５Ｂ）を備え、少なくとも１つの車載装置が車両外部に設けられた他の通信装置である外部装置と通信するためのインターフェースとして使用される、複数の前記加入者識別モジュールのそれぞれに対応する無線通信サービスを利用可能に構成された車両用無線通信装置であって、
前記無線通信サービス毎の送信電力の設定値に基づいて、所定の最大送信電力に対する送信電力の余力を表すパワーヘッドルームを前記無線通信サービス毎に算出する余力算出部（Ｆ３３）と、
前記車載装置から、許容する通信遅延時間の長さを直接的に又は間接的に示す遅延許容量を取得する遅延許容量取得部（Ｆ３４）と、
前記余力算出部で算出された前記無線通信サービス毎の前記パワーヘッドルームと、前記車載装置の前記遅延許容量に基づいて、前記車載装置が前記外部装置と通信するための前記無線通信サービスを選択する通信経路選択部（Ｆ３５）と、を備え、
前記通信経路選択部は、前記遅延許容量が小さい前記車載装置には、前記パワーヘッドルームが大きい前記無線通信サービスを優先的に割り当てるように構成されている車両用無線通信装置。

【請求項2】

請求項１に記載の、複数の前記車載装置と接続されて使用される車両用無線通信装置であって、
前記遅延許容量取得部は、複数の前記車載装置のそれぞれから前記遅延許容量を取得し、
前記通信経路選択部は、前記無線通信サービス毎の前記パワーヘッドルームと、前記車載装置毎の前記遅延許容量に基づいて、前記車載装置毎の前記無線通信サービスを選択するものであって、
前記通信経路選択部は、前記遅延許容量が小さい前記車載装置には、前記遅延許容量が大きい前記車載装置よりも優先的に、前記パワーヘッドルームが大きい前記無線通信サービスを割り当てる車両用無線通信装置。

【請求項3】

請求項２に記載の車両用無線通信装置であって、
無線通信ネットワークを構成するネットワーク側装置（２、３１、３２、３３、３４）から、前記無線通信サービス毎の経路特性情報として、通信遅延時間の想定範囲の上限値である遅延特性設定値を取得する経路特性取得部（Ｆ３２）を備え、
前記通信経路選択部は、前記遅延許容量が小さい前記車載装置には、前記遅延許容量が大きい前記車載装置よりも優先的に、前記パワーヘッドルームが大きい前記無線通信サービスを割り当てるように構成されており、
前記パワーヘッドルームが同レベルである前記無線通信サービスが複数存在する場合には、より前記遅延特性設定値が小さい前記無線通信サービスを優先的に前記遅延許容量が小さい前記車載装置に割り当てるように構成されている車両用無線通信装置。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の車両用無線通信装置であって、
無線通信ネットワークを構成するネットワーク側装置（２、３１、３２、３３、３４）から、前記無線通信サービス毎の経路特性情報として、割当周波数を含む情報を取得する経路特性取得部（Ｆ３２）を備え、
前記通信経路選択部は、前記遅延許容量が小さい前記車載装置には、前記遅延許容量が大きい前記車載装置よりも優先的に、前記パワーヘッドルームが大きい前記無線通信サービスを割り当てるように構成されており、
前記パワーヘッドルームが同レベルである前記無線通信サービスが複数存在する場合には、より前記割当周波数が低い前記無線通信サービスを優先的に前記遅延許容量が小さい前記車載装置に割り当てるように構成されている車両用無線通信装置。

【請求項5】

請求項２又は３に記載の車両用無線通信装置であって、
自車両の移動速度を取得する移動速度取得部（Ｆ４）と、
無線通信ネットワークを構成するネットワーク側装置（２、３１、３２、３３、３４）から、前記無線通信サービス毎の経路特性情報として、割当周波数を含む情報を取得する経路特性取得部（Ｆ３２）と、を備え、
前記通信経路選択部は、
前記遅延許容量が小さい前記車載装置には、前記遅延許容量が大きい前記車載装置よりも優先的に、前記パワーヘッドルームが大きい前記無線通信サービスを割り当てるように構成されており、
前記パワーヘッドルームが同レベルである前記無線通信サービスが複数存在する状況において、前記移動速度取得部が取得している前記移動速度が所定の切替閾値未満である場合には、前記パワーヘッドルームが同レベルである前記無線通信サービスの中でより前記割当周波数が高い前記無線通信サービスを優先的に前記遅延許容量が小さい前記車載装置に割り当てる一方、前記移動速度取得部が取得している前記移動速度が前記切替閾値以上である場合には、前記パワーヘッドルームが同レベルである前記無線通信サービスの中でより前記割当周波数が低い前記無線通信サービスを優先的に前記遅延許容量が小さい前記車載装置に割り当てるように構成されている車両用無線通信装置。

【請求項6】

請求項１から５の何れか１項に記載の車両用無線通信装置であって、
前記無線通信サービス毎に、前記無線通信サービスを提供する在圏セルを切り替えるための処理を行う移動管理部（Ｆ３１）を備え、
前記通信経路選択部は、前記移動管理部が複数の前記無線通信サービスの何れかの在圏セルを変更する処理を実行したことを条件として、前記車載装置毎の前記無線通信サービスの割当状態を更新するための処理を実行するように構成されている車両用無線通信装置。

【請求項7】

請求項１から６の何れか１項に記載の車両用無線通信装置であって、
前記通信経路選択部は、自車両が停止したことに基づいて、前記車載装置毎の前記無線通信サービスの割当状態を更新するための処理を実行するように構成されている車両用無線通信装置。

【請求項8】

請求項１から７の何れか１項に記載の車両用無線通信装置であって、
前記車載装置には、自動運転又は運転支援に係るデータを所定の前記外部装置と通信する車両制御装置が含まれており、
前記通信経路選択部は、前記車両制御装置と前記外部装置とのデータ通信が行われていないこと、又は、自車両が停車していることに基づいて、前記車両制御装置に割り当てている前記無線通信サービスを変更するように構成されている車両用無線通信装置。

【請求項9】

請求項１から８の何れか１項に記載の車両用無線通信装置であって、
前記車載装置には、自動運転又は運転支援に係るデータを所定の前記外部装置と通信する車両制御装置（６Ａ）が含まれており、
複数の前記無線通信サービスの何れを選択しても、通信の遅延時間を前記車両制御装置が要求する前記遅延許容量以下に抑制できない場合には、所定のエラー信号を前記車両制御装置に出力する車両用無線通信装置。

【請求項10】

請求項１から９の何れか１項に記載の、運行設計領域として、自動運転に係る前記外部装置との通信遅延時間が所定の閾値未満であることが規定されている車両で使用される車両用無線通信装置であって、
前記車載装置には、自動運転に係るデータを前記外部装置と通信する車両制御装置（６Ａ）が含まれており、
前記車両制御装置と前記外部装置との通信の遅延度合いを示す情報を前記車両制御装置に出力するように構成されている車両用無線通信装置。

【請求項11】

少なくとも１つのプロセッサ（５１）によって実行される、複数の加入者識別モジュールのそれぞれに対応する無線通信サービスを並列的に用いて少なくとも１つの車載装置と車両外部に設けられた他の通信装置である外部装置との通信を制御するための通信制御方法であって、
前記無線通信サービス毎の送信電力の設定値に基づいて、所定の最大送信電力に対する送信電力の余力を表すパワーヘッドルームを前記無線通信サービス毎に算出する余力算出ステップ（Ｓ２）と、
前記車載装置から、許容する通信遅延時間の長さを直接的に又は間接的に示す遅延許容量を取得する遅延許容量取得ステップ（Ｓ３）と、
前記余力算出ステップで算出された前記無線通信サービス毎の前記パワーヘッドルームと、前記車載装置の前記遅延許容量に基づいて、前記車載装置が前記外部装置と通信するための前記無線通信サービスを選択する通信経路選択ステップ（Ｓ４）と、を備え、
前記通信経路選択ステップは、前記遅延許容量が小さい前記車載装置には、前記パワーヘッドルームが大きい前記無線通信サービスを優先的に割り当てるように構成されている通信制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車載装置と外部装置との通信経路を制御する車両用無線通信装置、及び通信制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数種類の通信メディアによる無線通信を実施可能な構成において、電波環境を示す複数種類の指標に基づき、データ通信に使用する通信メディアを１つ選択する構成が開示されている。具体的には、マルチパス数、干渉度、ドップラーシフト量、実効スループットの推定値、及び移動環境情報に基づいて通信メディア毎の通信性能をスコア化し、スコアが最も高い通信メディアを選択する。

【0003】

なお、特許文献１における移動環境情報とは、カーナビゲーションシステムから提供される、各通信方式に対応する無線基地局の位置情報、及び、障害物環境情報を指す。障害物環境とは、現在位置がビル街や山間部のように障害物の多い場所か、障害物の少ない場所かを示す情報である。

【0004】

なお、特許文献１で想定されている通信メディアとは、例えば、ＦＳＫ方式のＦＭ放送、ＣＤＭＡ方式の電話回線、ＯＦＤＭ方式の無線ＬＡＮ、ＱＰＳＫ方式の路車間通信などである。ＦＳＫはFrequency shift keyingの略である。ＣＤＭＡは、Code Division Multiple Accessの略である。ＯＦＤＭは、Orthogonal Frequency Division Multiplexingの略である。ＱＰＳＫはQuadrature Phase Shift Keyingの略である。

【0005】

その他、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）においては、移動通信端末の利用特性に応じてネットワーク処理を最適化する方法が提案されている（非特許文献１等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第４６５５９５５号公報

【非特許文献】

【0007】

【文献】3GPP TS 36.213 V15.1.0 (2018-07) 3rd Generation Partnership Project, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 8)”

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１には、マルチパス数、干渉度、ドップラーシフト量、実効スループットの推定値、無線基地局の位置、及び障害物の多寡を用いて、複数の無線通信サービスの中からデータ通信に使用するサービスを１つ選択する方法については言及されている。しかしながら特許文献１では上記以外の指標に基づいて通信サービスを選択する構成は開示されていない。通信サービスを選択する際の指標として他のパラメータを採用することで、車両用無線通信装置の作動を最適化できる余地が残っている。

【0009】

また、今後、車両には無線通信によって外部装置と連携して作動するような装置が複数搭載されうる。そして、外部装置と無線通信を実施する必要がある装置が複数搭載される場合、装置毎に、要求するデータ通信のリアルタイム性、換言すれば許容される遅延時間の上限値等が異なりうる。そのような事情に対し、特許文献１に記載された装置では、データ通信毎の特性／要求される通信品質に関して何ら考慮されておらず、場合によっては適切な通信サービスを選択できない可能性が残る。

【0010】

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、外部装置との通信の遅延時間が車載装置の要求する許容範囲を逸脱する恐れを低減できる車両用通信装置、通信制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

その目的を達成するための車両用無線通信装置は、一例として、複数の加入者識別モジュール（５５Ａ、５５Ｂ）を備え、少なくとも１つの車載装置が車両外部に設けられた他の通信装置である外部装置と通信するためのインターフェースとして使用される、複数の加入者識別モジュールのそれぞれに対応する無線通信サービスを利用可能に構成された車両用無線通信装置であって、無線通信サービス毎の送信電力の設定値に基づいて、所定の最大送信電力に対する送信電力の余力を表すパワーヘッドルームを無線通信サービス毎に算出する余力算出部（Ｆ３３）と、車載装置から、許容する通信遅延時間の長さを直接的に又は間接的に示す遅延許容量を取得する遅延許容量取得部（Ｆ３４）と、余力算出部で算出された無線通信サービス毎のパワーヘッドルームと、車載装置の遅延許容量に基づいて、車載装置が外部装置と通信するための無線通信サービスを選択する通信経路選択部（Ｆ３５）と、を備え、通信経路選択部は、遅延許容量が小さい車載装置には、パワーヘッドルームが大きい無線通信サービスを優先的に割り当てるように構成されている。

【0012】

上記のパワーヘッドルームは送信電力の余力を示す。そのため、パワーヘッドルームが大きい無線通信サービスほど、仮に通信トラフィックが急増した場合であっても相対的に遅延時間を抑制可能であることを示唆する。故に、遅延許容量が小さい車載装置に対して優先的にパワーヘッドルームが大きい無線通信サービスを割り当てることにより、当該車載装置と外部装置との通信トラフィックが急増した場合にも、遅延時間が当該車載装置の許容範囲を逸脱する恐れを低減できる。

【0013】

上記目的を達成するための通信制御方法は、少なくとも１つのプロセッサ（５１）によって実行される、複数の加入者識別モジュールのそれぞれに対応する無線通信サービスを並列的に用いて少なくとも１つの車載装置と車両外部に設けられた他の通信装置である外部装置との通信を制御するための通信制御方法であって、無線通信サービス毎の送信電力の設定値に基づいて、所定の最大送信電力に対する送信電力の余力を表すパワーヘッドルームを無線通信サービス毎に算出する余力算出ステップ（Ｓ２）と、車載装置から、許容する通信遅延時間の長さを直接的に又は間接的に示す遅延許容量を取得する遅延許容量取得ステップ（Ｓ３）と、余力算出ステップで算出された無線通信サービス毎のパワーヘッドルームと、車載装置の遅延許容量に基づいて、車載装置が外部装置と通信するための無線通信サービスを選択する通信経路選択ステップ（Ｓ４）と、を備え、通信経路選択ステップは、遅延許容量が小さい車載装置には、パワーヘッドルームが大きい無線通信サービスを優先的に割り当てるように構成されている。

【0014】

上記の方法によれば車両用無線通信装置と同様の作動原理により、同様の効果を奏する。なお、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、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】移動体通信システム１００の全体像を説明するための図である。

【図2】車載通信システム１の構成の一例を示す図である。

【図3】無線通信装置５の構成を示すブロック図である。

【図4】ＡＰＮの割当に係る処理フローを示すフローチャートである。

【図5】通信制御部Ｆ３の作動を説明するための図である。

【図6】ＡＰＮごとの遅延特性設定値を考慮して車載装置６毎のＡＰＮ割当を決定する場合の作動例を説明するための図である。

【図7】ＡＰＮ毎の割当周波数を考慮して車載装置６毎のＡＰＮ割当を決定する場合の作動例を説明するための図である。

【図8】移動速度に応じて制御態様を変更する無線通信装置５のブロック図である。

【図9】アプリごとにＡＰＮを割り当てる態様を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本開示の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本開示に係る移動体通信システム１００の概略的な構成の一例を示す図である。移動体通信システム１００は、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）に準拠した無線通信を提供する。実施形態で説明を省略している部分は、非特許文献１に開示の方法など、ＬＴＥの規格で定められている方法で行われるものとする。なお、移動体通信システム１００は、４Ｇ規格や５Ｇ規格などに準拠した無線通信を提供するものであってもよい。以降ではＬＴＥ、４Ｇ、５ＧなどをまとめてＬＴＥ等とも記載する。以下の実施形態は、４Ｇや５Ｇなどに準拠するように適宜変更して実施可能である。

【0017】

＜全体構成＞
図１に示すように移動体通信システム１００は、車載通信システム１、無線基地局２、コアネットワーク３、自動運転管理センタ４Ａ、及び地図サーバ４Ｂを含む。自動運転管理センタ４Ａ、及び、地図サーバ４Ｂは、車載通信システム１にとっての外部装置４の一例に相当する。外部装置４とは車両外部に設けられた他の通信装置を指す。

【0018】

車載通信システム１は、車両Ｈｖに構築されている通信システムである。車載通信システム１は、四輪自動車のほか、二輪自動車、三輪自動車等、道路上を走行可能な多様な車両に搭載可能である。原動機付き自転車も二輪自動車に含めることができる。当該システムが適用される車両Ｈｖは、個人によって所有されるオーナーカーであってもよいし、カーシェアリングサービスや車両貸し出しサービスに供される車両であってもよい。また、車両Ｈｖは、サービスカーであってもよい。サービスカーには、タクシーや路線バス、乗り合いバスなどが含まれる。また、サービスカーは、運転手が搭乗していない、ロボットタクシーまたは無人運行バスなどであってもよい。サービスカーには、荷物を所定の目的地まで自動運搬する自動配送ロボット／無人配送ロボットとしての車両を含めることができる。さらに、車両Ｈｖは、車両外部に存在するオペレータによって遠隔操作される遠隔操作車両であってもよい。ここでのオペレータとは、車両Ｈｖの外部から遠隔操作によって車両Ｈｖを制御する権限を有する人物を指す。

【0019】

車載通信システム１は、無線基地局２及びコアネットワーク３を介して、例えば自動運転管理センタ４Ａなどの外部装置４とデータ通信を実施する。車載通信システム１は、無線通信機能を提供する構成として無線通信装置５を備える。無線通信装置５は、コアネットワーク３にとってのユーザ装置（いわゆるＵＥ：User Equipment）に相当する。無線通信装置５は、ユーザが取り外し可能に構成されていてもよい。また、無線通信装置５は、ユーザによって車室内に持ち込まれた、スマートフォン等の携帯端末であってもよい。無線通信装置５が車両用無線通信装置に相当する。

【0020】

無線通信装置５は、それぞれＡＰＮ（Access Point Name）が異なる複数の無線通信サービスを利用可能に構成されており、それらの複数の無線通信サービスを使い分けて、多様な外部装置４とデータ通信を実施する。ＡＰＮは、１つの側面において通信サービスの識別子である。ＡＰＮには、通信サービスを提供する通信事業者（いわゆるキャリア）が紐付いている。ＡＰＮが異なれば、仮に通信相手となる外部装置４が同一であっても、当該外部装置４までデータが流れる経路は、実体的、又は、仮想的に相違する。複数の無線通信サービスは、それぞれ異なる通信経路を実現する。つまり、無線通信装置５は、各ＡＰＮに対応する複数の通信経路を用いて外部装置４とデータ通信可能に構成されている。無線通信装置５を含む車載通信システム１については別途後述する。

【0021】

無線基地局２は、車載通信システム１と無線信号を送受信する設備である。無線基地局２は、ｅＮＢ（evolved NodeB）とも称される。無線基地局２は、５Ｇで使用されるｇＮＢ（next generation NodeB）であってもよい。無線基地局２は、所定のセル毎に配置されている。セルは、１つの無線基地局２がカバーする通信可能な範囲を指す。なお、無線基地局２そのものがセルと呼ばれる場合もある。各無線基地局２は所望のセルサイズが得られるように無線信号の送信電力が調整されている。

【0022】

無線基地局２は、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク等のアクセス回線を介してコアネットワーク３と接続されている。無線基地局２は、無線通信装置５とコアネットワーク３との間でトラフィックを中継する。無線基地局２は、例えば車載通信システム１からの要求に基づいて送信機会の割り当てなどを実施する。送信機会は、データ送信に使用可能な周波数帯や時間、変調方式などによって構成される。

【0023】

また、無線基地局２は、伝送路の状態を示す情報（ＣＳＩ：Channel State Information）を取得するための参照信号（以降、ＣＳＩ－ＲＳ：CSI-Reference Signal）を送信する。ＣＳＩ－ＲＳは、無線チャネルの状態を測定するための既知の制御信号である。また、無線基地局２は、下りリンクの受信品質測定などに使用されるセル固有の参照信号であるＣＲＳ（Cell-specific RS）も送信する。ＣＲＳ及びＣＳＩ－ＲＳは、１つの側面において、無線通信装置５またはＭＭＥ３１が無線通信装置５の在圏セルを選択するための制御信号に相当する。ＣＲＳやＣＳＩ－ＲＳのことを単に参照信号またはＲＳとも称する。ＲＳの送信は定期的に実施されてもよいし、所定のイベントが生じたことを受けて実施されても良い。ＲＳの送信は、例えばＵＥからの問い合わせを受けたことや、通信エラーの発生頻度が所定の閾値を超過したことなどをトリガとして実行されても良い。

【0024】

加えて無線基地局２は、定期的に又は所定のイベントが検出された場合に、無線通信装置５を含むＵＥが上りリンクの送信電力を決定するためのパラメータとして、ＲＳの送信電力の設定値（以降、ＲＳＰｗ：RS Power）を配信する。例えば無線基地局２は、ＲＳＰｗを含むシステム情報（ＳＩＢ：System Information Block）や無線リソース制御（ＲＲＣ：Radio Resource Control）メッセージを各ＵＥに配信する。ＲＳＰｗとしては、例えばPDSCH-ConfigCommonに含まれるreferenceSignalPowerを用いることができる。ＲＳＰｗを含むシステム情報としては例えばSystemInformationBlockType2を用いることができる。ＲＳＰｗを含むＲＲＣメッセージとしては、RRCConnectionReconfigurationなどを採用することができる。

【0025】

コアネットワーク３は、いわゆるＥＰＣ（Evolved Packet Core）である。コアネットワーク３では、ユーザの認証、契約分析、データパケットの転送経路の設定、ＱｏＳ（Quality of Service）の制御などの機能を提供する。コアネットワーク３は、例えばＩＰネットワークや携帯電話網等の、通信事業者によって提供される公衆通信ネットワークを含みうる。コアネットワーク３が無線通信ネットワークに相当する。

【0026】

コアネットワーク３は、例えば、ＭＭＥ３１や、Ｓ－ＧＷ３２、Ｐ－ＧＷ３３、ＰＣＲＦ３４などを含む。ＭＭＥ３１は、Mobility Management Entityの略であって、セル内のＵＥの管理や、無線基地局２の制御を担当する。ＭＭＥ３１は、例えば無線基地局２とＳ－ＧＷ３２との間における制御信号のゲートウェイとしての役割を担う。Ｓ－ＧＷ３２は、Serving Gatewayの略であって、ＵＥからのデータのゲートウェイに相当する構成である。Ｐ－ＧＷ３３は、Packet Data Network Gatewayの略であって、インターネットなどのＰＤＮ（Packet Data Network）３５に接続するためのゲートウェイに相当する。Ｐ－ＧＷ３３は、ＩＰアドレスの割当などや、Ｓ－ＧＷへのパケット転送を実施する。ＰＣＲＦ３４は、Policy and Charging Rules Functionの略であって、ユーザデータの転送のＱｏＳ及び課金のための制御を行う論理ノードである。ＰＣＲＦ３４は、ネットワークポリシーや課金のルールをもつデータベースを含む。

【0027】

図１では無線基地局２や、ＭＭＥ３１、Ｓ－ＧＷ３２、Ｐ－ＧＷ３３、ＰＣＲＦ３４を１つずつしか示していないがこれらはネットワーク全体として複数存在しうる。例えばＰＣＲＦ３４は、ＡＰＮ毎または電気通信事業者ごとに配置されうる。コアネットワーク３内においてデータの転送経路はＡＰＮ毎に異なるものとなる。なお、図１のコアネットワーク３内における要素間をつなぐ実線はユーザデータの転送経路を示しており、破線は制御信号のやり取りを示している。

【0028】

その他、コアネットワーク３は、ＨＬＲ（Home Location Register）／ＨＳＳ（Home Subscriber Server）などを含んでいてもよい。コアネットワーク３を構成する装置の名称や組み合わせなどは、例えば５Ｇなど、移動体通信システム１００が採用する通信規格に対応するように適宜変更可能である。また、コアネットワーク３における機能配置は適宜変更可能である。例えばＰＣＲＦ３４が提供する機能は別の装置が備えていても良い。

【0029】

以降では例えばＭＭＥ３１やＳ－ＧＷ３２などのコアネットワーク３を構成する各装置を区別しない場合には、単にコアネットワーク３とも記載する。ＭＭＥ３１やＳ－ＧＷ３２などのコアネットワーク３を構成する各装置が、ネットワーク側装置に相当する。無線基地局２もまた、ネットワーク側装置に含めることができる。無線基地局２は、コアネットワーク３が、無線通信装置５と通信するためのインターフェースとしての役割を担うためである。本開示における「ネットワーク側装置」との記載は、「無線基地局２及びコアネットワーク３の少なくとも何れか一方」と読み替えて実施することができる。ネットワーク側装置には、無線通信装置５が外部装置４と通信するための多様な設備を含めることができる。

【0030】

自動運転管理センタ４Ａは、自動運転で走行している車両の運行状態を管理するセンタであって、無線基地局２等を介して車載通信システム１とデータ通信可能に構成されている。自動運転管理センタ４Ａは、例えば車載通信システム１からアップロードされてくる走行状態報告を受信し、異常の有無を判定する。走行状態報告は、自動運転時の車両内、及び、車室外の状況を示すデータセットである。自動運転管理センタ４Ａは、各車両から送信されてくる走行状態報告を図示しない運行記録装置に保存するように構成されていても良い。その他、自動運転管理センタ４Ａは、車両Ｈｖの走行経路の算出など、車両Ｈｖの中長期的な制御計画を作成して配信する機能などを備えていても良い。

【0031】

地図サーバ４Ｂは、所定のデータベースに格納されている地図データを、車両Ｈｖからの要求に基づき配信するサーバであって、無線基地局２等を介して車載通信システム１とデータ通信可能に構成されている。地図サーバ４Ｂが配信する地図データは、高精度地図データでもよいし、ナビ地図データでもよい。高精度地図データは、道路構造、及び、道路沿いに配置されている地物についての位置座標等を、自動運転に利用可能な精度で示す地図データに相当する。ナビ地図データは、ナビゲーション用の地図データであって、高精度地図データよりも相対的に精度の劣る地図データに相当する。

【0032】

なお、外部装置４としては、その他、多様なサーバ／センタを採用可能である。移動体通信システム１００は、外部装置４として、車両Ｈｖに搭載された車両側遠隔制御装置と通信することで、車両Ｈｖを遠隔制御する遠隔制御センタを含んでいても良い。遠隔制御センタは、オペレータが車両Ｈｖを遠隔操作するための装置であるセンタ側遠隔制御装置を含む。センタ側遠隔制御装置は、例えば、車両周辺の景色を映すディスプレイ、及び、ハンドルやペダルなどの操作部材を含む、コックピットとして構成されている。なお、遠隔制御センタは、上述した自動運転管理センタ４Ａと統合されていても良い。遠隔制御センタとしての自動運転管理センタ４Ａは、例えば自動運転装置６Ａからの要求に基づき、車両Ｈｖを遠隔制御するように構成されていても良い。

【0033】

＜車載通信システム１の構成について＞
車載通信システム１は、例えば無線通信装置５、自動運転装置６Ａ、ナビゲーション装置６Ｂ、及びプローブ装置６Ｃなどを含む。自動運転装置６Ａ、ナビゲーション装置６Ｂ、及びプローブ装置６Ｃなどといった、種々の車載装置６は、車両Ｈｖ内に構築された通信ネットワークである車両内ネットワークＮｗを介して無線通信装置５と接続されている。車両内ネットワークＮｗに接続された装置同士は相互に通信可能である。つまり、無線通信装置５は、自動運転装置６Ａ、ナビゲーション装置６Ｂ、及びプローブ装置６Ｃのそれぞれと相互通信可能に構成されている。車両内ネットワークＮｗは、時分割方式（TDMA：Time Division Multiple Access）などを用いて多重通信可能に構成されている。なお、多重通信の方式としては、周波数分割方式（FDMA：Frequency Division Multiple Access）や、符号分割方式（CDMA：Code Division Multiple Access）、直交周波数分割多重方式（OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などを採用可能である。

【0034】

なお、車載通信システム１が備える特定の装置同士は、車両内ネットワークＮｗを介することなく直接的に通信可能に構成されていてもよい。図２において車両内ネットワークＮｗはバス型に構成されているが、これに限らない。ネットワークトポロジは、メッシュ型や、スター型、リング型などであってもよい。車両内ネットワークＮｗの規格としては、例えばController Area Network（ＣＡＮは登録商標）や、イーサネット（登録商標）、FlexRay（登録商標）など、多様な規格を採用可能である。また、無線通信装置５と各車載装置６との接続形態は有線接続に限らず、無線接続であっても良い。車載装置６は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）であってもよい。

【0035】

無線通信装置５は、複数の加入者識別モジュール（以降、ＳＩＭ：Subscriber Identity Module）５５を備え、各ＳＩＭ５５に対応する複数のＡＰＮを利用可能に構成されている。換言すれば、無線通信装置５は、複数のＡＰＮのそれぞれに対応する複数の無線通信サービスを用いて複数の外部装置４と無線通信可能に構成されている。或るＳＩＭ５５に対応するＡＰＮとは、当該ＳＩＭ５５の情報に基づき利用可能なＡＰＮを指す。無線通信装置５は、各ＡＰＮに対応する無線通信サービスを、通信の用途や通信状況に基づいて使い分ける。無線通信装置５は、各車載装置６が所定の通信相手としての外部装置４と無線通信するためのインターフェースに相当する。なお、無線通信インターフェースとしての無線通信装置５とは、車載装置６から入力されるデータを外部装置４へ送信する処理、及び、外部装置４から受信したデータを車載装置６へ送出する処理の少なくとも何れか一方を実施する装置に相当する。車両Ｈｖは無線通信装置５の搭載により、インターネットに接続可能なコネクテッドカーとなる。

【0036】

当該無線通信装置５は、処理部５１、ＲＡＭ５２、ストレージ５３、通信インターフェース５４、ＳＩＭ５５、及びこれらを接続するバス等を備えたコンピュータを主体として構成されている。処理部５１は、ＲＡＭ５２と結合された演算処理のためのハードウェアである。処理部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算コアを少なくとも一つ含む構成である。処理部５１は、ＲＡＭ５２へのアクセスにより、種々の処理を実行する。

【0037】

ストレージ５３は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体を含む構成である。ストレージ５３には、処理部５１によって実行されるプログラムとして、通信制御プログラムが格納されている。処理部５１が上記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である通信制御方法を実行することに相当する。ストレージ５３には、無線通信装置５が接続可能な複数のＡＰＮについての情報（例えばプロファイル等）が登録されている。ＡＰＮについての情報は、無線通信装置５が電話回線を使ってデータ通信を行うために必要な情報を含む。例えばＡＰＮについての情報には、電話回線からインターネットなどのネットワークへの接続窓口となるゲートウェイ（つまり接続先）を指定する情報を含む。

【0038】

通信インターフェース５４は、車両内ネットワークＮｗを介して車載装置６と通信するための回路である。通信インターフェース５４は、アナログ回路素子やＩＣ、車両内ネットワークＮｗの通信規格に準拠したＰＨＹチップなどを用いて実現されている。通信インターフェース５４には、例えば車載装置６から出力された送信用データのほか、車速センサが検出した車速データなど、多様なデータが入力される。ここでの送信用データとは、外部装置４向けの通信トラフィック（換言すればデータ）に相当する。

【0039】

ＳＩＭ５５は、回線の契約者を識別するための情報が記録されたＩＣモジュールであって、例えばＩＣカードとして構成されている。例えばＳＩＭ５５には、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）と呼ばれる固有番号が、契約者の電話番号と結びついて記録されている。また、ＳＩＭ５５には、利用可能な周波数や、在圏セルを決定するために観測する周波数の優先順位などといった、無線通信接続に係る設定データも登録されている。本実施形態の無線通信装置５はＳＩＭ５５として、第１ＳＩＭ５５Ａ、及び第２ＳＩＭ５５Ｂを備える。なお、各ＳＩＭ５５は、図示しないカードスロットに挿入されたものでもよいし、ｅＳＩＭ（Embedded SIM）であってもよい。ここでのＳＩＭ５５の概念には、着脱可能なカードタイプのものと、組み込み型のもの（つまりｅＳＩＭ）の両方が含まれる。

【0040】

第１ＳＩＭ５５Ａと第２ＳＩＭ５５Ｂは、例えば、発行元となる通信事業者が相違する。故に、第１ＳＩＭ５５Ａと第２ＳＩＭ５５Ｂは、例えば利用可能なＡＰＮが異なる。このような構成は、それぞれ利用可能なＡＰＮが異なる複数のＳＩＭ５５を備えた構成に相当する。各ＳＩＭ５５が対応するＡＰＮの数は１つであってもよいし、複数であってもよい。例えば第１ＳＩＭ５５Ａは、複数のＡＰＮを提供するキャリアと紐付けられているＳＩＭカードとすることができる。第２ＳＩＭ５５Ｂも同様である。無線通信装置５は、少なくとも複数のＳＩＭ５５を備えることで複数のＡＰＮに接続可能に構成されている。ここでは説明を簡素化するために、各ＳＩＭ５５が対応するＡＰＮは１つずつであるものとする。以降では、第１ＳＩＭ５５Ａを備えることによって利用可能なＡＰＮをＡＰＮ＿１と記載するとともに、第２ＳＩＭ５５Ｂを備えることによって利用可能なＡＰＮをＡＰＮ＿２とも記載する。無線通信装置５が備えるＳＩＭ５５の数は３つ以上であっても良い。

【0041】

なお、各ＳＩＭ５５は、例えば在圏セルを特定する際に観測する周波数の優先順位や利用な可能な周波数の組み合わせなど、通信接続に係る設定が異なっていればよい。例えば、在圏セルの特定に際して、第１ＳＩＭ５５Ａは相対的に高い周波数から順に観測するように設定されている一方、第２ＳＩＭ５５Ｂは相対的に低い周波数から優先的に観測するように設定されている。そのように通信接続に係る設定内容が異なる限りにおいて、第１ＳＩＭ５５Ａと第２ＳＩＭ５５Ｂは同一の通信事業者によって発行されたものであっても良い。また、第１ＳＩＭ５５Ａに対応する通信事業者は、第２ＳＩＭ５５Ｂに対応する通信事業者が提供する通信設備を利用するＭＶＮＯ（Mobile Virtual Network Operator）であってもよい。ここでの在圏セルとは、無線アクセスしている無線基地局２そのもの、又は、当該無線基地局２が形成するセルを指す。

【0042】

自動運転装置６Ａは、車載カメラやミリ波レーダなどの周辺監視センサの検出結果などをもとに走行アクチュエータを制御することにより、運転操作の一部または全部をユーザの代わりに実行する装置である。走行アクチュエータには例えば制動装置としてのブレーキアクチュエータや、電子スロットル、操舵アクチュエータなどが含まれる。周辺監視センサは、自車の周辺に存在する物体等を検出するセンサである。周辺監視センサとしては、例えば、カメラ、ミリ波レーダ、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging）、ソナー等を採用することができる。

【0043】

自動運転装置６Ａは、自動運転時の車両内、及び、車室外の状況を示すデータセットを走行状態報告として、無線通信装置５を介して自動運転管理センタ４Ａに逐次送信する。自動運転時の車両内の状況には、自動運転装置６Ａの作動状態や、乗員の状態を含めることができる。自動運転装置６Ａの作動状態を示すデータには、自動運転装置６Ａにおける周辺環境の認識結果や、走行計画、各走行アクチュエータの目標制御量などの算出結果も含まれる。自動運転装置６Ａは、上述した自動運転に係る種々のデータを、定期的に又は所定の報告イベントが発生したことをトリガとして、無線通信装置５に向けて出力する。

【0044】

また、自動運転装置６Ａは、自動運転管理センタ４Ａから、無線通信により、制御計画の作成の参考となるリアルタイムな情報（以降、制御支援情報）を受信するように構成されていても良い。制御支援情報とは、例えば、車両Ｈｖ周辺に存在する他の移動体の現在位置や移動速度、進行方向などを示す情報などである。制御支援情報は、例えば通行規制がなされている区間や、渋滞の末尾位置、路上落下物の位置などといった、準動的な地図要素についての情報を含んでもよい。その場合、無線通信装置５は、自動運転管理センタ４Ａから、制御支援情報としてのデータを受信して自動運転装置６Ａに出力する役割を担う。制御支援情報としてのデータセットは、車両制御用のデータの一例に相当する。また、自動運転装置６Ａが車両制御装置に相当する。

【0045】

ナビゲーション装置６Ｂは、ディスプレイを含むＨＭＩ（Human Machine Interface）システムと連携し、乗員によって設定された目的地までの経路案内を実施する車載装置６である。ナビゲーション装置６Ｂは、例えば地図サーバ４Ｂからダウンロードした地図を用いて経路案内処理を実施する。無線通信装置５は、ナビゲーション装置６Ｂからの要求に基づき、地図サーバ４Ｂから車両Ｈｖの現在位置や走行予定経路に応じた地図データをダウンロードしてナビゲーション装置６Ｂに提供する。

【0046】

プローブ装置６Ｃは、地図サーバ４Ｂが地図データを生成及び更新するためのデータであるプローブデータを、周辺監視センサの検出結果を元に生成し、無線通信装置５を介して、地図サーバ４Ｂにアップロードする装置である。プローブ装置６Ｃは、例えば周辺監視センサが特定した地物の観測位置を示すデータセットをプローブデータとして地図サーバ４Ｂに逐次送信する。プローブデータは、区画線や道路標識、信号機などのランドマーク等に対する一定時間（例えば４００ミリ秒）以内の認識結果をパッケージ化したデータに相当する。プローブデータは、例えば、送信元情報や、走行軌道情報、走路情報、および地物情報を含んでもよい。走行軌道情報は、車両Ｈｖが走行した軌道を示す情報である。地物情報は、ランドマーク等の地物の観測座標を示す。また、プローブデータには、車速や、舵角、ヨーレート、ウインカー作動情報、ワイパー作動情報などといった、車両挙動情報が含まれていてもよい。

【0047】

なお、車載装置６に該当する装置は以上で例示したものに限定されない。多様な車載装置６が直接的又は間接的に無線通信装置５に接続されうる。例えば車載装置６には、運転支援装置やドライブレコーダ、緊急通報装置、自己診断装置（いわゆるＯＢＤ：On Board Diagnostics）などを含めることができる。

【0048】

また、車両Ｈｖは、遠隔制御センタに存在するオペレータによって遠隔操作されるように構成されていても良い。例えば車載通信システム１は、車載装置６として、車両側遠隔制御装置を含んでいても良い。車両Ｈｖが遠隔操作される場合、無線通信装置５は、遠隔制御センタから送信された遠隔制御用のデータを速やかに受信して、車両側遠隔制御装置に提供する。車両側遠隔制御装置は、遠隔制御センタからの信号に基づき、各種走行アクチュエータに制御信号を出力することにより、車両Ｈｖの挙動を制御する。また、車両側遠隔制御装置は、車載カメラ画像などの画像や、車速センサなどの走行状態を示すセンサデータを遠隔制御センタに向けて送信すべく、無線通信装置５に出力する。なお、車両側遠隔制御装置は、自動運転装置６Ａと統合されていても良い。車両制御用のデータには、遠隔制御センタからの送信される遠隔制御用のデータや、遠隔制御センタに送信する車載カメラ画像などが含まれる。各種車載装置６と無線通信装置５とは、種々のデータを所定の方式で多重化して送受信する。

【0049】

＜無線通信装置５の機能について＞
ここでは無線通信装置５の機能及び作動について説明する。無線通信装置５は図３に示すように、多重分離部Ｆ１、無線通信部Ｆ２、及び通信制御部Ｆ３を備える。

【0050】

多重分離部Ｆ１は、各車載装置６が生成したデータを受け取り、無線通信部Ｆ２へ出力するとともに、無線通信部Ｆ２が受信したデータを、転送すべき車載装置６に向けて出力する構成である。例えば多重分離部Ｆ１は、各車載装置６から多重化されて入力されたデータを、所定の方式で分離することで、本来のデータを取得する。なお、多重分離部Ｆ１は、各車載装置６から入力されたデータを無線基地局２に送信するまで一時的に保持する記憶領域であるバッファを含む。バッファは、ＲＡＭ等の書き換え可能な記憶媒体を用いて実現されればよい。多重分離部Ｆ１は、バッファに滞留しているデータの量やそれらのデータのヘッダに格納された情報を監視する機能も備える。

【0051】

バッファに入っているデータは、順次、無線通信部Ｆ２にて取り出され、データの入力元（つまり車載装置６）に応じた通信経路で宛先となる外部装置４に向けて送信される。ここでの通信経路は、個々のＡＰＮに対応するものである。通信経路は無線通信サービスと読み替えることができる。車載装置６毎の通信経路としてのＡＰＮの割当状態は、通信制御部Ｆ３によって制御される。なお、ここでは、データの通信経路を車載装置６単位で制御するものとするがこれに限らない。無線通信装置５は、アプリケーションソフトウェア単位で通信経路が切り替えるように構成されていても良い。車載装置６毎の通信経路の割当方法については別途後述する。

【0052】

無線通信部Ｆ２は、例えばＬＴＥの無線通信プロトコルにおける物理レイヤを担当する通信モジュールである。無線通信部Ｆ２は、ＬＴＥで用いられる周波数帯の電波を送受信可能なアンテナと、ＬＴＥの通信規格に準拠してベースバンド信号から高周波信号への変換およびその逆変換に相当する信号処理を行うトランシーバとを用いて構成されている。なお、アンテナは受信ダイバーシティ等のために複数設けられていても良い。無線通信部Ｆ２は、多重分離部Ｆ１から入力されたデータに対して、符号化や、変調、デジタルアナログ変換等の処理を施すことで、入力されたデータに対応する搬送波信号を生成する。そして、生成した搬送波信号をアンテナに出力することで電波として放射させる。また、無線通信部Ｆ２は、アンテナにて受信した受信信号に対して、アナログデジタル変換処理や復調処理といった所定の処理を施すことでデジタル値によって表現された情報系列（つまりデジタルデータ）に変換する。そして、その受信信号に対応するデータを、多重分離部Ｆ１に出力する。

【0053】

通信制御部Ｆ３は、各ＡＰＮに対応する無線通信サービスの通信状態を監視及び制御する。通信制御部Ｆ３は、例えば車両電源がオンとなったことを受けて、ＳＩＭ５５毎にアタッチ要求をＭＭＥ３１に送信する。また、ＭＭＥ３１からの要求に基づいて各ＳＩＭ５５に登録されているＡＰＮを通知することで、ＡＰＮ毎のＰＤＮコネクションが構築される。なお、ＭＭＥ３１は、無線通信装置５から通知されたＡＰＮに応じて、Ｓ－ＧＷ、Ｐ－ＧＷと連携して無線ベアラを含むＰＤＮコネクションを設定する。以降では便宜上、ＳＩＭ５５の情報に基づいて無線通信装置５が接続している無線基地局２のことを接続局とも記載する。接続局は、換言すれば、在圏セルを形成する無線基地局２に相当する。ここでの車両電源は、アクセサリ電源であってもよいし、走行用電源であってもよい。走行用電源は、車両Ｈｖが走行するための電源であって、車両Ｈｖがガソリン車である場合にはイグニッション電源を指す。車両Ｈｖが電気自動車やハイブリッド車である場合、走行用電源とはシステムメインリレーを指す。

【0054】

さらに、通信制御部Ｆ３は、機能部として、移動管理部Ｆ３１、経路特性取得部Ｆ３２、送信電力制御部Ｆ３３、通信要求取得部Ｆ３４、及び経路選択部Ｆ３５を備える。また、通信制御部Ｆ３は、例えばＲＡＭ５２などの書き換え可能な記憶媒体を用いて実現される経路特性保持部Ｍ１を備える。

【0055】

移動管理部Ｆ３１は、各ＳＩＭ５５で指定される各ＡＰＮに対応する在圏セルを特定するとともに、セルの移動管理を実施する構成である。移動管理部Ｆ３１は、在圏セルを選択するための指標として、セルごとのＲＳＲＰや、ＲＳＳＩ、ＲＳＲＱを算出する。ＲＳＲＰは、Reference Signal Received Powerの略である。ＲＳＲＰは、単位リソースエレメント当たりのＲＳの平均受信電力である。平均受信電力は所定の期間内で観測された受信電力の平均値に相当する。具体的には、ＲＳＲＰは、ＲＳを運ぶリソースエレメントの受信電力（Ｗ）の線形平均として求められる。ＲＳＲＰの算出は、無線通信部Ｆ２との協働により実施される。ＲＳＲＰはＣＲＳの平均受信電力であっても良いし、ＣＳＩ－ＲＳの平均受信電力（いわゆるＣＳＩ－ＲＳＲＰ）であっても良い。

【0056】

ＲＳＳＩはReceived Signal Strength Indicatorの略である。ＲＳＳＩは、ＲＳを収容するＯＦＤＭシンボルにおいてＬＴＥシステム帯域全体の電力を測定した値である。一般に、トラフィック量が増えるとリソース割り当てが増え、ＲＳＳＩは大きくなる傾向を有する。ＲＳＲＱはReference Signal Received Qualityである。ＲＳＲＱは、ＲＳの受信品質を表す指標であって、大きいほど受信品質が良いことを示す。ＲＳＲＱは、セル固有の参照信号の受信電力と、受信帯域幅内の総電力との比を表す。具体的には、ＲＳＲＰにリソースブロック数をかけた値をＲＳＳＩで除算することで求まる。ＲＳＲＰや、ＲＳＳＩ、ＲＳＲＱの具体的な算出方法については非特許文献１に開示の方法を援用することができる。

【0057】

そして、移動管理部Ｆ３１は、各ＳＩＭ５５に対応するセル毎のＲＳＲＰなどの指標に基づき、必要に応じて在圏セルを切り替えるための処理を実施する。或るＳＩＭ５５に対応するセルとは、当該ＳＩＭ５５の情報に基づき接続可能な無線基地局、及び、そのセルを指す。在圏セルの切り替えは無線通信装置５及びネットワーク側装置が協働して実行される。例えば無線通信装置５がアイドルモードである場合には、無線通信装置５が主導して在圏セルの切り替えを実施する。また、無線通信装置５がコネクティッドモードである場合には、ネットワーク側装置が主体となって在圏セルの切り替えを実施する。在圏セルの遷移制御の詳細な部分については、適宜変更可能であるとともに、非特許文献１等に記載の方法を採用可能である。

【0058】

移動管理部Ｆ３１が算出した各ＳＩＭ５５に対応するセル毎のＲＳＲＰやＲＳＲＱなどの情報は経路特性保持部Ｍ１に一時的に保持される。経路特性保持部Ｍ１が保持する情報は随時更新される。

【0059】

経路特性取得部Ｆ３２は、ＳＩＭ５５を用いて利用可能なＡＰＮ毎の通信設定に係るパラメータをネットワーク側装置から取得する構成である。ＡＰＮ毎の通信設定パラメータとしては、割当周波数や、帯域保証の有無、パケット転送の優先順位、遅延特性設定値（delayThreshold：以降、ｄＴとも記載）などが挙げられる。割当周波数や遅延特性設定値などは、ＡＰＮによって定まる通信経路のＱｏＳを示す要素に相当する。経路特性取得部Ｆ３２が取得した通信設定パラメータは、例えば経路特性保持部Ｍ１の保存される。経路特性取得部Ｆ３２が取得するパラメータ群は、各ＡＰＮに対応する無線通信サービス毎の特性を示す経路特性情報に相当する。

【0060】

なお、遅延特性設定値は、通信制御に使用される１つのパラメータであって、例えばＵＥとしての無線通信装置５とコアネットワーク３との通信接続時に、ＰＣＲＦ３５によって決定される。ＰＣＲＦ３５が決定した遅延特性設定値は、例えばＭＭＥ３１及び無線基地局２の少なくとも何れか一方を介して、無線通信装置５に通知される。ＡＰＮごとの遅延特性設定値は、例えば各ＡＰＮに対応するＰＣＲＦ３５によって付与される。なお、遅延特性設定値は、コアネットワーク３から受領した情報に沿って無線基地局２が決定して配信してもよい。

【0061】

遅延特性設定値は、通信パケットの送信遅延が想定外の程度で生じているか否かを、ＵＥが検証するためのパラメータである。遅延特性設定値は、１つの側面において、通信パケットの遅延時間の想定範囲の上限値に相当する。遅延特性設定値が大きいほど、想定される通信遅延時間が大きいことを意味する。遅延特性設定値が小さいＡＰＮほど、許容する遅延量が小さい、すなわちリアルタイム性が高いＡＰＮとなる。ここでのＡＰＮは通信経路あるいは無線通信サービスと読み替えることができる。

【0062】

また、経路特性取得部Ｆ３２は、例えば割当周波数など、ネットワーク側装置から取得した通信設定パラメータに基づいて、各ＡＰＮに対応する通信回線毎のＱｏＳを評価する。その他、経路特性取得部Ｆ３２は各ＡＰＮに対応する通信回線毎の通信速度を測定するように構成されていてもよい。また、経路特性取得部Ｆ３２は、通信速度の測定値に基づいて、各ＡＰＮに対応する通信回線毎のＱｏＳを評価するように構成されていてもよい。つまり、経路特性取得部Ｆ３２は、ネットワーク側装置から取得した通信設定パラメータ及び通信速度の観測値の少なくとも何れか一方に基づいてＡＰＮ毎のＱｏＳを評価するように構成されていてもよい。ここでの通信回線は無線通信サービスに相当する。経路特性取得部Ｆ３２は、１つの側面において無線通信サービス毎のＱｏＳを評価するサービス品質評価部と解することができる。経路特性取得部Ｆ３２は、移動管理部Ｆ３１と統合されていても良い。

【0063】

送信電力制御部Ｆ３３は、各ＡＰＮに対応する無線通信サービス（実態的は通信回線）毎に、無線通信部Ｆ２における送信電力を制御する。例えば、下りリンクから推定されるパスロス（以降、ＰＬとも記載）に基づいて、送信電力を決定する。例えば送信電力制御部Ｆ３３は、次式（１）に基づいて送信電力の設定値Ｐ_{ＰＵＣＳＨ}を決定する。

【0064】

【数1】

式１中の「Ｐ_ＣＭＡＸ」は、無線通信装置５の最大送信電力であり、予め設定されている値である。「Ｍ_{ＰＵＳＣＨ}」は、上りリンク共有チャネル（以降、ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）の送信帯域幅を表す。「Ｐ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ}」は、無線基地局２から予め設定される値である。「ＰＬ」は無線通信装置５が測定したパスロスのレベルを表す。パスロスは、ネットワーク側装置から通知されるＣＲＳの送信電力と、無線通信装置５で観測されるＣＲＳの受信電力との差に基づいて算出されうる。「α」はパスロスの補償割合を示す重み係数であって、無線基地局２から予め設定されている。「Δ_ＴＦ」は、送信データの変調方式と符号化率（いわゆるＭＣＳ：Modulation and channel Coding Scheme）に応じたオフセット値であり、無線基地局２から通知されるパラメータである。ｆは、過去に無線基地局２から指示された送信電力の調整値の総和を表す。

【0065】

なお、送信電力（Ｐ_{ＰＵＳＣＨ}）は、サブフレーム毎に算出され、サブフレーム毎に異なる値を取りうる。また、式１に含まれる「Ｍ_{ＰＵＳＣＨ}」、「Δ_ＴＦ」、及び「ｆ」といったスケジューリング情報や、「Ｐ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ}」や「α」は、ＣＡ（Carrier Aggregation）におけるＣＣ（Component Carrier）毎に独立して設定されうる。送信電力制御部Ｆ３３が設定したＡＰＮ毎の送信電力の値は無線通信部Ｆ２に出力される。無線通信部Ｆ２は送信電力制御部Ｆ３３から指示された送信電力で無線信号を送信する。

【0066】

また、送信電力制御部Ｆ３３は、送信電力の余力であるパワーヘッドルーム（以降、ＰＨＲ：Power Headroom）を、各ＡＰＮに対応する無線通信サービス毎に算出する。ＰＨＲは、ＰＵＳＣＨにおける現在の送信電力の設定値と最大送信電力との差分を表すパラメータである。例えば、ＰＨＲは、次式（２）に基づいて決定されうる。

【0067】

【数2】

なお、式２において式１と同じパラメータは同一のものを指す。送信電力の決定方法やＰＨＲの算出方法は、非特許文献１及びその最新バージョン等に開示の方法を援用可能である。

【0068】

送信電力制御部Ｆ３３は、予め無線基地局２が決めた所定の周期毎、あるいは、所定のイベント発生時に、ＰＨＲを算出し、当該算出したＰＨＲを無線基地局２へ報告する。ＰＨＲの算出イベントとしては、例えばＰＬが閾値以上に変動する場合などが挙げられる。なお、通信制御部Ｆ３は、送信電力制御部Ｆ３３で算出されたＰＨＲを、－２３ｄＢ～４０ｄＢの範囲において最も近い整数に丸めた上でネットワーク側装置に報告する。例えばＰＨＲの算出値が－２３ｄＢ以上－２２ｄＢ未満である場合には「POWER_HEADROOM_0」として報告される。また、ＰＨＲの算出値が－２２ｄＢ以上－２１ｄＢ未満である場合には「POWER_HEADROOM_1」として報告される。ＰＨＲの算出値が４０ｄＢ以上である場合には「POWER_HEADROOM_63」として報告される。つまり、ＰＨＲは６４段階で表現されうる。送信電力制御部Ｆ３３が算出及び報告したＰＨＲは、無線基地局２において、無線通信装置５に対する上り送信機会の割当等に利用されうる。

【0069】

なお、ＰＨＲの大きさは、無線基地局２からの距離や、例えばビルなどの電波の伝搬を阻害する障害物の存在といった、地理的要因によって定まる。故に、無線通信装置５が無線基地局２の近くにいる場合にはＰＨＲが相対的に大きくなりやすい。また、セルのエッジ付近では、パスロスが大きくなるため、ＰＨＲは小さくなりやすい。当然、無線基地局２に近いほど、無線通信装置５にとっては通信環境が良好であることが期待できる。つまり、ＰＨＲは通信環境の良さを間接的に示す指標としても機能しうる。送信電力制御部Ｆ３３が余力算出部に相当する。

【0070】

通信要求取得部Ｆ３４は、各車載装置６から、データの送信遅延に係る要求品質である遅延要求を取得する。遅延要求は、例えば車載装置６として許容可能な遅延時間を示す数値（以降、遅延許容値）で表現される。遅延許容値は、例えば、１００ミリ秒などの時間の長さを示す数値とすることができる。遅延許容値が小さいほど、即時性が要求されていることを示す。通信要求取得部Ｆ３４が、遅延許容量取得部に相当する。遅延許容値が遅延許容量に相当する。

【0071】

なお、許容可能な遅延時間の長さは、レベルで表現されてもよい。例えば許容可能な遅延の長さを表す遅延許容レベルは、レベル１～４の４段階で表現されてもよい。許容可能な遅延時間の長さをレベルで表現する場合もまた、レベル数が小さいほど、許容可能な遅延時間が短いことを表す。レベル１は例えば遅延時間を１００ミリ秒未満とする遅延要求に相当し、レベル２は遅延時間が３００ミリ秒以下とする遅延要求に相当する。また、レベル３は遅延時間を１０００ミリ秒未満とする遅延要求に相当し、レベル４は１０００ミリ秒以上の遅延を許容する遅延要求に相当する。

【0072】

各車載装置６の遅延要求は、例えば車載装置６から所定の制御信号として入力される。例えば、遅延要求は、車両電源のオンに伴って車載装置６と無線通信装置５とが通信接続したタイミングで、車載装置６から無線通信装置５に向けて通知されてもよい。また、車載装置６において外部装置４向けの通信トラフィック（換言すれば送信用データ）が発生したことに基づいて、車載装置６から無線通信装置５に通知されても良い。遅延要求は通信トラフィック毎に指定されても良い。なお、遅延要求は、所定のタイミング又は定期的に無線通信装置５が各車載装置６に対して遅延要求を問い合わせることで取得しても良い。その他、遅延要求は、各車載装置６から無線通信装置５に向けて送信されたデータのヘッダなどに記述されていても良い。なお、遅延要求は、車載装置６が実行しているアプリケーションソフトウェアごとに設定されても良い。

【0073】

その他、通信要求取得部Ｆ３４は、各車載装置６から、外部装置４との通信態様に係る、遅延許容値以外のパラメータを取得する。例えば通信要求取得部Ｆ３４は、許容するパケット誤り率の上限値や、帯域保証に関するリソースタイプなどを取得する。帯域保証に関するリソースタイプには、例えば帯域保証されるか否かが含まれる。なお、パケット誤り率の上限値やリソースタイプといったパラメータは、コアネットワーク３から取得しても良い。加えて、パケット誤り率の上限値やリソースタイプは、通信要求取得部Ｆ３４が、車載装置６から入力されるデータの種別等に基づいて判断してもよい。

【0074】

経路選択部Ｆ３５は、送信電力制御部Ｆ３３が算出したＰＨＲ及び各車載装置６が要求するデータ通信のリアルタイム性に基づいて、各車載装置６のデータ通信に用いる無線通信経路を選択する構成である。経路選択部Ｆ３５が通信経路選択部に相当する。通信制御部Ｆ３の作動の詳細は別途後述する。

【0075】

＜無線通信経路の割当処理について＞
ここでは図４に示すフローチャートを用いて無線通信装置５が実施する経路選択処理について説明する。なお、図４のフローチャートは例えば４秒や１０秒毎など、所定間隔で逐次実行される。その他、図４のフローチャートは、例えば車両Ｈｖが停車した場合や、移動管理部Ｆ３１でハンドオーバーが実施された場合など、所定のイベントが発生したことを受けて実行されてもよい。また、複数の車載装置６の少なくとも何れか１つから外部装置４との通信要求あるいは外部装置４向けの送信用データが入力されたことをトリガとして実行されても良い。経路選択処理が車載装置６毎の無線通信サービス（換言すればＡＰＮ）の割当状態を更新するための処理に相当する。

【0076】

ここでは説明の簡易化のため、上述の通り、無線通信装置５が、ＡＰＮ＿１と、ＡＰＮ＿２の、２つのＡＰＮを利用可能に構成されている場合を例に挙げて説明を行う。ＡＰＮ＿１は第１ＳＩＭ５５Ａに対応するＡＰＮであり、ＡＰＮ＿２は第２ＳＩＭ５５Ｂに対応するＡＰＮである。

【0077】

まずステップＳ１では移動管理部Ｆ３１が、在圏セルの再選択に係る処理である移動管理処理を実行する。例えば移動管理部Ｆ３１は、ＳＩＭ５５に対応するセルごとのＲＳＲＰや、ＲＳＲＱ、割当周波数の優先度などに基づいて、セルの再選択の要否を判断する。ＲＳＲＰなどに基づいて現在の在圏セルよりも通信品質が良好であることが期待できるセルが有る場合には、ネットワーク側装置と協働してセルの再選択を行う。在圏セルよりも優先度が高い周波数が割り当てられているセルが存在する場合も同様に再選択を実施しうる。つまり、移動管理部Ｆ３１は、在圏セル及び周辺セルの通信品質等を比較し、特定の条件を充足するセルが存在する場合にセルの再選択を実施する。なお、移動管理処理には、セルを再選択するためのＲＲＣメッセージをネットワーク側装置へ向けて送信する処理なども含めることができる。Ｓ１が移動管理ステップに相当する。

【0078】

ステップＳ２では送信電力制御部Ｆ３３が、上述した方法によって各ＡＰＮに対応する無線通信サービスにおける送信電力を調整する。また、各ＡＰＮに対応する無線通信サービスのＰＨＲを算出する。なお、ＰＨＲは、ＳＩＭ５５毎、ひいてはＡＰＮ毎に異なりうる。つまり、ステップＳ２では、ＡＰＮ＿１に対応する在圏セルのＰＨＲと、ＡＰＮ＿２に対応する在圏セルのＰＨＲをそれぞれ算出する。便宜上、ＡＰＮ＿１に対応する在圏セルのＰＨＲをＰＨＲ＿１と記載するとともに、ＡＰＮ＿２に対応する在圏セルのＰＨＲのことをＰＨＲ＿２と記載する。例えばＰＨＲ＿１は＋２５ｄＢとなっており、ＰＨＲ＿２は＋５ｄＢとなっているものとする。これらの数値は無線通信装置５の作動を説明するための一例であって、動的に変更されうる。ステップＳ２の処理が完了するとステップＳ３に移る。ステップＳ２が余力算出ステップに相当する。なお、ステップＳ２は送信電力制御ステップと呼ぶこともできる。

【0079】

ステップＳ３では、通信要求取得部Ｆ３４が、各車載装置６から、遅延許容値を取得する。便宜上、自動運転装置６Ａの遅延許容値をＤＡ＿Ａ、ナビゲーション装置６Ｂの遅延許容値をＤＡ＿Ｂ、プローブ装置６Ｃの遅延許容値をＤＡ＿Ｃと記載する。一例として、各車載装置６の遅延要求としての遅延許容値は、ＤＡ＿Ａ＜ＤＡ＿Ｂ＜ＤＡ＿Ｃの関係を有する値に設定されている。例えば自動運転装置６Ａの遅延許容値ＤＡ＿Ａは１００ミリ秒などに設定されうる。ナビゲーション装置６Ｂの遅延許容値ＤＡ＿Ｂは、例えば５００ミリ秒など、自動運転装置６Ａの遅延許容値ＤＡ＿Ａよりも相対的に大きい値に設定されうる。プローブ装置６Ｃの遅延許容値ＤＡ＿Ｃは、例えば２０００ミリ秒とすることができる。なお、以上で挙げた数値は一例であって適宜変更可能である。ステップＳ３が遅延許容量取得ステップに相当する。

【0080】

ステップＳ４では、経路選択部Ｆ３５が、車載装置６毎の通信経路を選択する。遅延許容値が小さい車載装置６に対して優先的に、ＰＨＲが大きいＡＰＮを割り当てる。例えば図５に例示するように、遅延許容値が最も小さい自動運転装置６Ａには、ＰＨＲが最も大きいＡＰＮ＿１を割り当てる。これにより、自動運転装置６Ａと自動運転管理センタ４Ａとの通信は、ＡＰＮ＿１に対応する無線通信経路に実行されることとなる。また、相対的に遅延許容値が大きいナビゲーション装置６Ｂやプローブ装置６Ｃには、相対的にＰＨＲが小さいＡＰＮ＿２を割り当てる。これにより、ナビゲーション装置６Ｂ及びプローブ装置６Ｃは、ＡＰＮ＿２に対応する無線通信経路で外部装置４と通信することとなる。或る装置に或るＡＰＮを割り当てるということは、当該装置の通信経路として、当該ＡＰＮに対応する無線通信サービスを割り当てることに相当する。

【0081】

なお、自動運転装置６ＡにＡＰＮ＿１を割り当てた状態においても、通信速度の観点においてＡＰＮ＿１に余裕がある場合には、ナビゲーション装置６ＢにもＡＰＮ＿１を割り当ててもよい。通信速度が許容される範囲において、１つのＡＰＮに対して複数の車載装置６が割り当てられていても良い。例えばＡＰＮ＿１に複数の車載装置６が割り当てられてもよい。ステップＳ４が通信経路選択ステップに相当する。

【0082】

ステップＳ５では通信制御部Ｆ３が、ステップＳ４で決定した車載装置６毎の無線通信経路（換言すればＡＰＮ）を無線通信部Ｆ２に通知し、車載装置６毎の通信経路として適用させる。これにより、各車載装置６から入力されたデータが、その入力元に割り当てられているＡＰＮ、ひいては通信経路で送信されるようになる。なお、ここでは一例としてステップＳ４で決定した車載装置６毎の通信経路は即時に適用されるものとするが、これに限らない。例えば、ステップＳ５における通信経路の実態的な変更は、車両Ｈｖが停止したり、自動運転装置６Ａと自動運転管理センタ４Ａとの通信が完了するまで保留されてもよい。また、前述の通り、経路選択処理の実行トリガとして車両Ｈｖが停車したことを採用してもよい。車両Ｈｖが停車したことをトリガに経路選択処理を実施する構成によれば、通信環境が安定している状態で車載装置６毎の無線通信サービスの割当状態を変更可能となる。また、停車する場合とは例えば交差点での信号待ちであることが期待できる。信号待ちの停車である場合には、例えば１０秒など相対的に長い間、経路割当を決定した際の通信品質が維持されるため、通信効率を高めることができる。例えば走行中に無線通信部Ｆ２のバッファに滞留していた送信用データを効率的に送信可能となる効果が期待できる。

【0083】

＜上記構成の効果について＞
上記構成では、車両全体として複数のＡＰＮに対応する無線通信サービスを並列的に使う構成において、無線通信サービス毎のＰＨＲに応じて、車載装置６毎の通信経路の割当を決定する。すなわち、経路選択部Ｆ３５は、相対的に低遅延な通信を要求する車載装置６に対して、ＰＨＲが大きいＡＰＮを割り当てる。

【0084】

ここで、ＰＨＲが小さいということは、例えばサイズが大きい送信用データが車載装置６から入力された場合など、通信トラフィックが急増した場合、すぐにはすべてのデータを送信できない可能性が高いことを示唆する。換言すれば、ＰＨＲが小さいということは、通信遅延が生じやすい状態であることを示唆する。また、逆説的に、ＰＨＲが大きいということは、トラフィックが急増した場合であっても、通信遅延が生じにくいことを示唆する。

【0085】

本開示は上記因果関係に着眼して創出されたものであって、遅延許容量が小さい車載装置６に対して、ＰＨＲが大きいＡＰＮを優先的に割り当てることにより、実際の遅延時間が当該車載装置６の要求する最大遅延時間を逸脱する恐れを低減できる。換言すれば、緊急性の高いデータ通信を低遅延で実施可能となる。上記の構成は、ＰＨＲを通信速度の指標として用いて車載装置６毎、換言すればデータ通信毎の通信経路を割り当てる構成に相当する。

【0086】

なお、緊急性／即時性が高いデータ通信とは、例えば、最大遅延時間が１００ミリ秒以下となることが要求されるデータ通信である。具体的には、自動運転や運転支援、遠隔制御などといった車両制御用のデータ通信や、自動運転車両の運行管理に係るデータ通信などが、緊急性の高いデータ通信に該当する。つまり、自動運転装置６Ａや運転支援装置、車両側遠隔制御装置から入力されたデータは、通信の遅延を抑制する必要性が大きいデータに該当する。自動運転装置６Ａや運転支援装置、車両側遠隔制御装置などが、車両制御装置に相当する。

【0087】

また、緊急性が低いデータ通信とは、地図データの送受信に係る通信や、プローブデータを地図サーバ４Ｂにアップロードするための通信、ソフトウェアの更新プログラムの送受信などである。車両Ｈｖに搭載されているオーディオ機器が、クラウドサーバから音楽データを取得して再生する構成においては、音楽データをダウンロードするための通信もまた、緊急性が低いデータ通信といえる。ただし、音楽データや動画データなどのマルチメディアに係るデータ通信であっても、音楽や動画の再生が途中で止まってしまうと、ユーザの利便性を損なわれうる。故に、マルチメディアに係るデータ通信は、プローブデータや地図データの送受信のための通信よりは即時性が要求されるデータ通信に相当する。

【0088】

ところで、特許文献１に開示の比較構成では、マルチパス数などの４つ以上のパラメータを組み合わせて通信メディア毎の通信速度の期待値をスコア化し、車両が外部装置と通信するためのメディアを選択する。つまり、比較構成では、スコア算出にかかる演算負荷がプロセッサにかかる。これに対し、本開示の構成によれば、各ＡＰＮに対応する在圏セルのＰＨＲに応じて車載装置６毎の通信経路が設定される。そのため本開示の構成によれば、特許文献１に開示の構成に比べて演算負荷を抑制できるといった効果も期待できる。

【0089】

加えて、比較構成では複数の無線通信サービスを並列的に使用する構成については何ら言及されていない。当然、特許文献１の構成では、通信の遅延時間等にかかる要求が異なる複数種類のデータ通信を並列的に実行する必要が有る場合において、各データ通信のタイプに応じた複数の通信サービスを並列的に運用する事ができない。これに対し、本開示の構成によれば個々の車載装置６の遅延要求に応じた通信経路を割り当て可能となる。そして、車載装置６毎の遅延要求に応じた通信経路を割り当てることにより、複数の車載装置６を含むシステム全体として、各車載装置６の許容範囲を超える遅延時間の合計値を抑制することができる。換言すれば、車載通信システム１全体としての通信効率を高めることができる。

【0090】

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、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することができる。例えば下記の種々の変形例は、技術的な矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

【0091】

例えば、経路選択部Ｆ３５は、ＰＨＲが大きいＡＰＮの上位１つ又は２つを、車両制御用のデータ通信専用のＡＰＮとして運用するように構成されていてもよい。車両制御用のデータを取り扱う車載装置とは、例えば、自動運転装置６Ａや遠隔制御装置である。当該構成は、車両Ｈｖが利用可能な複数のＡＰＮのうちの１つまたは複数を、車両制御用のデータ通信専用のＡＰＮとして運用する構成に相当する。上記構成によれば、車両制御用のデータ通信の遅延時間をより一層低減可能となる。また、車両制御用の通信回線がマルチメディア系の通信回線とは独立しているため、車両制御用のデータ通信に遅延が生じる恐れを抑制可能となる。特に、車両の遠隔制御に係るデータ通信は、遅延に対する要求が非常に厳しく、かつ、通信経路に冗長性をもたせることが好ましい。そのような事情を踏まえると、車載通信システム１が車両側遠隔制御装置を含み、かつ、当該遠隔操作機能が有効化されている場合には、経路選択部Ｆ３５は、ＰＨＲが大きいＡＰＮの上位２つを車両側遠隔制御装置専用のＡＰＮに設定してもよい。当該構成によれば、遠隔制御に係る通信経路に冗長性を持たせつつ、遅延を抑制することが可能となる。

【0092】

また、以上では説明を簡略化するために、１つのＳＩＭ５５が提供するＡＰＮは１つとする態様を例示したが、これに限らない。例えば１つのＳＩＭ５５が提供するＡＰＮは複数存在しても良い。具体的には、第１ＳＩＭ５５Ａは、ＡＰＮ＿１ａとＡＰＮ＿１ｂの２つのＡＰＮを利用可能なＳＩＭ５５であってもよい。また、第２ＳＩＭ５５Ｂは、ＡＰＮ＿２ａとＡＰＮ＿２ｂの２つのＡＰＮを利用可能なＳＩＭ５５であってもよい。

【0093】

１つのＳＩＭ５５に紐づくＡＰＮ毎の在圏セルとしてのプライマリセルは共通となるため、同一のＳＩＭ５５に由来するＡＰＮ毎のＰＨＲは基本的に同レベルとなりうる。複数のＡＰＮを提供するＳＩＭ５５が存在する場合には、当該ＳＩＭ５５に紐づくＡＰＮについては、ＡＰＮ毎の通信速度を示すＰＨＲ以外の指標によって、通信速度の優劣を評価した上で車載装置６毎の通信経路を割り当てることが好ましい。通信速度を示すＡＰＮ毎の指標とは、例えば、割当周波数や遅延特性設定値、パケット転送の優先度などである。

【0094】

ＰＨＲに加えてＡＰＮ毎の遅延特性設定値等を併用してＡＰＮ毎の通信速度の期待値を見積もる構成によれば、ＰＨＲが同レベルのＡＰＮが複数存在する場合であっても車載装置６毎のＡＰＮ割当を適切に実施可能となる。なお、ここでのプライマリセルとは、物理層の制御信号をやりとりする中心となる基地局を指す。また、ここでの同レベルとは完全同一に限定されない。例えばＰＨＲが同レベルのＡＰＮとは、ＰＨＲの差が例えば５ｄＢ以内となっているＡＰＮを含めることができる。

【0095】

例えば経路選択部Ｆ３５は、ＰＨＲと遅延特性設定値を併用して、ＡＰＮ毎の通信速度を順位付けし、車載装置６毎のＡＰＮを決定しても良い。ＡＰＮ毎の遅延特性設定値は経路特性取得部Ｆ３２によって取得されうる。具体的には、経路選択部Ｆ３５は、まずＰＨＲでＡＰＮ毎の通信速度の順位付けを行い、ＰＨＲが同レベルのものが複数存在する場合には、遅延特性設定値でさらなる詳細な順位付けを行う。そして、遅延許容値が小さい車載装置６から優先的に通信速度の想定値が大きいＡＰＮを割り当てる。

【0096】

図６は、ＰＨＲと遅延特性設定値を併用して車載装置６毎のＡＰＮを決定する場合の経路選択部Ｆ３５の作動例を示した図である。経路選択部Ｆ３５は図６に示すように、ＡＰＮ＿１ａとＡＰＮ＿１ｂのＰＨＲが同レベルであって、ＡＰＮ＿１ａの遅延特性設定値がＡＰＮ＿１ｂの遅延特性設定値よりも小さい場合には、ＡＰＮ＿１ａのほうが通信速度が高いとみなす。なお、図６に示す通信速度の順位の欄は、値が小さいほど通信速度の期待値が大きいことを示す。

【0097】

なお、このような構成は、ＰＨＲを遅延特性設定値よりも優先的に用いてＡＰＮ毎の通信速度の期待値の順位付けを行った上で車載装置６毎のＡＰＮを決定する構成と解することができる。また、上記構成は、ＰＨＲが同レベルであるＡＰＮが複数存在する場合にそれらの中でより遅延特性設定値が小さいＡＰＮを優先的に遅延許容量が小さい車載装置６に割り当てる構成に相当する。

【0098】

もちろん、他の態様として、経路選択部Ｆ３５は、遅延特性設定値をＰＨＲよりも優先的に用いて、ＡＰＮ毎の通信速度の期待値の順位付けを行ってもよい。その場合、図６におけるＡＰＮ＿１ｂとＡＰＮ＿２ａに対する順位は入れ替わる。つまり、ＡＰＮ毎の通信速度の順位付けとして、まずは遅延特性設定値の観点から順位付けを行い、遅延特性設定値が同レベルのＡＰＮが複数存在する場合にはＰＨＲで順位付けを行ってもよい。

【0099】

また、経路選択部Ｆ３５は、各ＡＰＮに割り当てられている周波数の高さとＰＨＲとに基づいて、車載装置６毎のＡＰＮの割当を決定するように構成されていても良い。ＡＰＮ毎の割当周波数は経路特性取得部Ｆ３２によって取得されうる。例えば経路選択部Ｆ３５は、ＰＨＲと周波数の両方を鑑みて、ＡＰＮ毎に期待される通信速度の順位付けを行い、遅延許容量が小さい車載装置６に対して優先的に通信速度の期待値が大きいＡＰＮを割り当てる。ここで、ＰＨＲが同レベルであるＡＰＮが複数存在する場合には、それらの中で割当周波数が低いものほど、期待される通信速度が高いものと判断する。

【0100】

つまり、経路選択部Ｆ３５は、例えばＰＨＲが同レベルのＡＰＮが複数存在する場合には、相対的に遅延許容量が小さい車載装置６に対して、割当周波数が相対的に小さいＡＰＮを割り当てる。具体的には、図７に示すように、ＡＰＮ＿１ａとＡＰＮ＿１ｂのＰＨＲが同レベルであって、ＡＰＮ＿１ａに割り当てられている周波数がＡＰＮ＿１ｂの割当周波数よりも低い場合には、ＡＰＮ＿１ａのほうが通信速度が高いとみなす。なお、図７に示す通信速度の順位の欄は、図６と同様に、値が小さいほど通信速度の期待値が大きいことを示す。

【0101】

なお、上記構成において、割当周波数が低いＡＰＮを相対的に割当周波数が高いものよりも通信速度が高いとみなす理由は次の通りである。一般的に、通信環境が安定している場合には、周波数が高いほど通信速度は高くなりうる。しかしながら、車両は、歩行者等に比べて比較的高速で移動するため、無線基地局２との相対位置の変化度合いが大きい。そして、周波数が高いほど通信環境の変動の影響を受けやすい。そのため、車両と外部装置の無線通信という技術分野においては、周波数が高いほど、総合的な通信速度が低下しうる。

【0102】

上記の経路選択部Ｆ３５は、上記の課題に着眼して創出されたものであって、ＰＨＲが同レベルのＡＰＮが複数存在する場合には、それらの中で割当周波数が相対的に低いＡＰＮを、相対的に通信速度が高いＡＰＮとみなして経路選択を行う。当該構成によれば、無線基地局２との位置関係が変化しやすい車両において、車載装置６毎の通信経路をより適正に割り当て可能となる。上記構成はＰＨＲに加えて割当周波数も用いて、ＡＰＮ毎の通信速度を推定し、遅延許容量が小さい車載装置６に対して優先的に通信速度が速いと期待できるＡＰＮを割り当てる構成に相当する。

【0103】

さらに、無線通信装置５は、図８に示すように自車両としての車両Ｈｖの移動速度を取得する移動速度取得部Ｆ４を備え、当該移動速度取得部Ｆ４が取得した移動速度に応じて作動態様を変更するように構成されていてもよい。移動速度取得部Ｆ４は、車速センサや自動運転装置６Ａなどから移動速度を取得してもよいし、無線基地局２からの信号のドップラーシフト量に基づいて移動速度を推定しても良い。

【0104】

例えば経路特性取得部Ｆ３２は、移動速度取得部Ｆ４が取得した移動速度に応じて、ＡＰＮ毎の通信速度を評価する際の割当周波数に対する評価方針を逆転させても良い。具体的には、停車中または低速走行中においては周波数が高いほど通信速度が高いと判断する一方、通常走行中においては割当周波数が低いほど通信速度は高いと判断しても良い。

【0105】

ここでの低速走行中とは、例えば移動速度が例えば１０ｋｍ／ｈや２０ｋｍ／ｈなど、所定の低速閾値未満である状態を指す。低速走行中には、駐車のための自律走行中も含めることができる。低速閾値が切替閾値に相当する。また、ここでの通常走行中とは、移動速度が低速閾値以上となっている状態であって、高速走行中も含まれる。なお、高速移動中とは、例えば、６０ｋｍ／ｈや、８０ｋｍ／ｈなどといった所定の高速閾値を超過している状態を指す。

【0106】

前述の通り、周波数が高いほど通信環境の変動の影響を受けやすく、通信速度が低下しうる。ただし、常に周波数が高いほど通信速度が低下するわけではなく、停車中などにおいては、相対位置の変化度合いが小さいため、割当周波数が高いほど通信速度が高くなりうる。ＡＰＮ毎の通信速度を評価する際の割当周波数に対する評価方針を移動速度に応じて変更する構成によれば、無線基地局２との位置関係が変化しやすい車両用の無線通信装置５において、ＡＰＮ毎の通信速度を適正に評価できる。また、その結果として、車載装置６毎の通信経路をより適正に割り当て可能となる。

【0107】

なお、移動速度の代わりに、所定の観測時間以内におけるセルの再選択回数によって定まるモビリティステート（mobilityState）を用いてもよい。モビリティステートは、例えばネットワーク側装置から通知された第１観測時間ＴＣＲ内におけるセル再選択回数が第１上限回数ＮＨを超過している場合に高レベルであると判定される。また、第１観測時間ＴＣＲ内におけるセル再選択回数が第２上限回数ＮＭを超過しており且つ第１上限回数ＮＨ未満である場合には、モビリティステートは中レベルと判定される。さらに、第２観測時間ＴＣＲＨ以内にモビリティステートが中又は高レベルとなったことがなければモビリティステートは通常レベルと判定される。第１上限回数ＮＨ、第２上限回数ＮＭ、第１観測時間ＴＣＲ、及び第２観測時間ＴＣＲＨとしては、ネットワーク側装置から配信されるシステム情報に含まれるパラメータであるNCR_H、NCR_M、TCRmax、及びTCRmaxHystを採用することができる。なお、セルの再選択の実行頻度が多いということは、間接的に、車両Ｈｖの移動速度が大きいことを示す。つまり、モビリティステートの判定値は、車両Ｈｖの移動速度を間接的に示す指標と解することができる。移動速度が切替閾値未満である場合には、モビリティステートが通常レベルである状態も含まれうる。

【0108】

ところで、或る車載装置６に割り当てるＡＰＮを変更する際には、瞬間的に通信が中断され得る。或る車載装置６と或る外部装置４との通信に使用するＡＰＮを変更すると、車載装置６から外部装置４まで、その新たなＡＰＮを用いた通信経路の探索及び設定が行われるためである。具体的には、経路選択に伴い、データ通信に適用されるＩＰアドレスやポート番号が変わるため、ネットワーク側装置と無線通信装置５とでＩＰアドレス等の通信設定の整合を取るための制御信号をやりとりする必要がある。

【0109】

そのような課題に着眼すると、車両制御のためのデータ通信が実施されている間、又は、車両Ｈｖが走行している間は、自動運転装置６Ａなど車両制御装置に対するＡＰＮの割当を変更する処理である経路変更処理の実施は保留とすることが好ましい。例えば、自動運転装置６Ａに対する経路変更処理は、自動運転装置６Ａが自動運転管理センタ４Ａとのデータ通信が行われていないことや、車両Ｈｖが停止していることなどを条件に実施することが好ましい。当該構成によれば、緊急性が高いデータ通信を実施中に、当該通信が一時停止する恐れを低減できる。なお、自動運転装置６Ａに対する経路変更処理は、例えば現行のＡＰＮよりもＰＨＲが大きいＡＰＮが出現した場合や、在圏セルの変動が生じた場合など、所定の経路変更条件が充足していることに基づいて実施されれば良い。経路変更条件としては、経路割当処理により、車両制御装置に現行のＡＰＮとは別のＡＰＮが割り当てられた場合を含めることができる。

【0110】

また、無線通信装置５は、自動運転装置用のＡＰＮとして、無線通信装置５が利用可能な何れのＡＰＮを選択しても、自動運転装置６Ａが要求する通信速度が得られない場合には、所定のエラー信号を自動運転装置６Ａに出力してもよい。エラー信号は、要求された通信速度、換言すれば通信のリアルタイム性が担保できないことを示す信号とすることができる。当該構成によれば、自動運転装置６Ａは、無線通信装置５からのエラー信号を受信したことに基づいて、例えば車両Ｈｖの走行速度を所定量抑制したり、運転席乗員に権限移譲したりするなど、安全のための車両制御を実行しても良い。

【0111】

また、無線通信装置５は、自動運転装置６Ａと自動運転管理センタ４Ａとの通信状況を示す通信速度報告信号を、自動運転装置６Ａに逐次出力してもよい。通信速度報告信号は、例えば遅延時間の平均値や、パケット誤り率、遅延特性設定値など、通信の遅延度合いを直接的または間接的に示す信号とすることができる。ここでの通信速度は、上り通信の速度だけであっても良いし、下り通信の速度だけであってもよい。当該構成によれば、自動運転装置６Ａは、無線通信装置５からの通信速度報告信号に基づいて、車両Ｈｖの挙動（換言すればシステム応答）を変更可能となる。例えば自動運転装置６Ａは、自動運転管理センタ４Ａとの通信速度が遅いことに基づいて、走行速度の抑制や、ハンドオーバーリクエストなどを計画及び実行しても良い。

【0112】

さらに、無線通信装置５は、車載装置６毎のＡＰＮの割当状況を含む通信状況を示すデータを通信ログとして、図示しない記録装置に保存するように構成されていても良い。当該構成によれば自動運転時の通信状況を記録することができる。また通信エラーが生じたことを示すデータを残すことが可能となる。それらのデータは例えば自動運転中の事故が生じた場合の原因解析に利用可能である。自動運転時の外部装置との通信状況をログとして残すことで、事故が生じた際の原因を解析しやすくなる。

【0113】

以上で述べた無線通信装置５は、運行設計領域（ＯＤＤ：Operational Design Domain）として、自動運転管理センタ４Ａとの通信遅延時間が所定の閾値未満であることが規定されている車両Ｈｖで使用される構成として好適である。上記の無線通信装置５によれば、自動運転に係るデータ通信が、所定の許容時間を逸脱する恐れを低減できる。また、上記の無線通信装置５は１つの態様として、通信の遅延度合いを示す情報を逐次、自動運転装置６Ａに通知するため、自動運転装置６Ａは通信の状況に応じてシステム応答を変更可能となる。その結果、通信遅延の観点からＯＤＤが充足されていないにも関わらず、自動運転が継続されるおそれを低減可能となる。なお、ＯＤＤは、自動運転を実行可能な条件／環境を規定するものである。

【0114】

＜その他の変形例＞
以上では、データの通信経路を、車載装置６単位で制御するものとするがこれに限らない。無線通信装置５は、アプリ単位で通信経路が切り替えるように構成されていても良い。また、例えば図９に示すよう１つの車載装置６が複数のアプリを実行する場合には、１つの車載装置６に対して、各アプリに対応する複数のＡＰＮを割り当てても良い。車載装置６毎、アプリごとにＡＰＮは設定されても良い。図９に示す装置Ａ～Ｃは、例えば、順番に、自動運転装置６Ａ、ナビゲーション装置６Ｂ、プローブ装置６Ｃとすることができる。アプリＡ－１は、例えば、走行支援情報を取得して制御計画を作成するアプリとすることができる。また、アプリＡ－２は、例えば、車両Ｈｖにローカル保存されている自動運転装置６Ａの作動状態を示すデータを、自動運転管理センタ４Ａにアップロードするアプリとすることができる。アプリＢ－１は例えばナビゲーションアプリであり、アプリＣ－１は、プローブデータを生成して地図サーバ４Ｂにアップロードするアプリとすることができる。

【0115】

なお、ここでのアプリとはアプリケーションソフトウェアを指す。１つのＡＰＮに対して複数のアプリが割り当てられていても良い。本開示における車載装置６毎に無線通信サービスを割り当てる、という技術思想には、アプリ毎に無線通信サービスを割り当てる構成も含まれる。また、或る車載装置６／アプリに或る無線通信サービスを割り当てるという技術思想には、当該車載装置６／アプリが実施するデータ通信に当該無線通信サービスを割り当てるという技術思想も含まれる。

【0116】

また、以上では一例として、各車載装置の遅延要求を、遅延許容値のように数値が低いほど、即時性を要求しないことを表すパラメータを用いて表現するが、これに限らない。遅延要求は、数値が大きいほど高い即時性を要求することを表すパラメータを用いて表現されても良い。遅延要求は、即時性の要求度合いを示す即時性レベルで表現されてもよい。即時性レベルが高いほど、短い遅延時間を要求していることを示す。

【0117】

＜付言＞
本開示に記載の装置、並びにそれの手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウェア論理回路を用いて実現されてもよい。さらに、本開示に記載の装置及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。つまり、無線通信装置５等が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供できる。例えば無線通信装置５が備える機能の一部又は全部はハードウェアとして実現されても良い。或る機能をハードウェアとして実現する態様には、１つ又は複数のＩＣなどを用いて実現する態様が含まれる。無線通信装置５は、ＣＰＵの代わりに、ＭＰＵやＧＰＵ、ＤＦＰ（Data Flow Processor）を用いて実現されていてもよい。無線通信装置５は、ＣＰＵや、ＭＰＵ、ＧＰＵなど、複数種類の演算処理装置を組み合せて実現されていてもよい。無線通信装置５は、システムオンチップ（ＳｏＣ：System-on-Chip）として実現されていても良い。さらに、各種処理部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を用いて実現されていても良い。各種プログラムは、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い。プログラムの保存媒体としては、ＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＳＤカード等、多様な記憶媒体を採用可能である。

【符号の説明】

【0118】

１００ 移動体通信システム、１ 車載通信システム、２ 無線基地局（ネットワーク側装置）、３ コアネットワーク（無線通信ネットワーク）、３１ ＭＭＥ（ネットワーク側装置）、３２ Ｓ－ＧＷ（ネットワーク側装置）、３３ Ｐ－ＧＷ（ネットワーク側装置）、３４ ＰＣＲＦ（ネットワーク側装置）、４ 外部装置、４Ａ 自動運転管理センタ、４Ｂ 地図サーバ、５ 無線通信装置、５１ 処理部（プロセッサ）、５５Ａ 第１ＳＩＭ（加入者識別モジュール）、５５Ｂ 第２ＳＩＭ（加入者識別モジュール）、６ 車載装置、６Ａ 自動運転装置（車両制御装置）、６Ｂ ナビゲーション装置、６Ｃ プローブ装置、Ｆ１ 多重分離部、Ｆ２ 無線通信部、Ｆ３ 通信制御部、Ｆ４ 移動速度取得部、Ｆ３１ 移動管理部、Ｆ３２ 経路特性取得部、Ｆ３３ 送信電力制御部、Ｆ３４ 通信要求取得部（遅延許容量取得部）、Ｆ３５ 経路選択部、Ｍ１ 経路特性保持部、Ｓ２ 余力算出ステップ、Ｓ３ 遅延許容量取得ステップ、Ｓ４ 通信経路選択ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】