特許 7537602 通信端末、信号制御装置、通信端末の制御方法及びプログラム

(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】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】通信端末、信号制御装置、通信端末の制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/06 20060101AFI20240814BHJP

   G08G 1/01 20060101ALI20240814BHJP

   G08G 1/09 20060101ALI20240814BHJP

   H04B 7/08 20060101ALI20240814BHJP

   H04W 4/44 20180101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

H04B7/06 130

G08G1/01 A

G08G1/09 F

H04B7/08 020

H04W4/44

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023509941

(86)(22)【出願日】2021-03-29

(86)【国際出願番号】 JP2021013408

(87)【国際公開番号】W WO2022208633

(87)【国際公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-09-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(74)【代理人】

【識別番号】100098648

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 潔人

(72)【発明者】

【氏名】尾形 一気

(72)【発明者】

【氏名】網中 洋明

(72)【発明者】

【氏名】小林 航生

(72)【発明者】

【氏名】柳澤 慶

(72)【発明者】

【氏名】高澤 淳

【審査官】原田 聖子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０８０５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３６７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１７０２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３５２１８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／０６

Ｇ０８Ｇ １／０１

Ｇ０８Ｇ １／０９

Ｈ０４Ｂ ７／０８

Ｈ０４Ｗ ４／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の道路を挟んだ第１の位置に設置された第１のアンテナと、前記第１の道路と交差する第２の道路を挟んだ第２の位置に設置された第２のアンテナとのいずれかを選択し、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナに接続された基地局に無線接続して通信可能な通信手段と、
前記第１の道路または前記第２の道路の少なくとも一方の交通流を検出する交通流検出手段と、
前記交通流に応じて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナから、接続するアンテナを選択する選択手段と、
を備えた通信端末。

【請求項2】

前記交通流検出手段は、前記第１、第２の道路の双方の交通流を検出し、
前記選択手段は、前記第１、第２のアンテナのうち、前記道路の交通流の少ない道路を挟んだ位置に設置されたアンテナを選択する請求項１の通信端末。

【請求項3】

前記交通流検出手段は、交通信号機の灯火状態又は信号制御信号を用いて、前記交通流を検出し、
前記選択手段は、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナのうち、前記通信端末と前記第１、第２のアンテナとを結んだ直線が、灯火状態が青信号である車線と交差しない方のアンテナを選択して接続を行う請求項１又は２の通信端末。

【請求項4】

前記選択手段は、通信品質の履歴を示す統計情報を参照して、前記交通流に応じたアンテナの選択では通信品質の劣化が予想される場合、前記交通流に応じたアンテナの選択に代えて、前記統計情報に基づいたアンテナの選択を行う、
請求項１から３いずれか一の通信端末。

【請求項5】

前記統計情報は、前記選択したアンテナとの通信期間中に発生した通信中断の累計時間又は通信中断の発生回数を含み、
前記選択中のアンテナとの通信中の通信中断の累計時間又は通信中断の発生回数の少なくとも一方が所定の基準を超えている場合、前記交通流に応じたアンテナの選択に代えて、前記統計情報に基づいたアンテナの選択を行う、
請求項４の通信端末。

【請求項6】

前記第１、第２のアンテナは、前記道路を通行する移動体にサービスを提供する第５世代移動通信システムの基地局の指向性アンテナであり、
前記基地局を介して交通管制システムと接続し、前記交通管制システムと交通管制用通信を行う請求項１から５いずれか一の通信端末。

【請求項7】

第１の道路を挟んだ第１の位置に設置された第１のアンテナと、前記第１の道路と交差する第２の道路を挟んだ第２の位置に設置された第２のアンテナとのいずれかを選択し、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナに接続された基地局に無線接続して通信可能な通信手段と、
前記第１の道路または前記第２の道路の少なくとも一方の交通流を検出する交通流検出手段と、
前記交通流に応じて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナから、接続するアンテナを選択する選択手段と、
前記通信手段を用いて所定の交通管制システムから受信した制御情報に基づいて、交通信号機を制御する信号制御手段と、
を備えた信号制御装置。

【請求項8】

前記交通流検出手段は、前記第１、第２の道路の双方の交通流を検出し、
前記選択手段は、前記第１、第２のアンテナのうち、前記道路の交通流の少ない道路を挟んだ位置に設置されたアンテナを選択する請求項７の信号制御装置。

【請求項9】

第１の道路を挟んだ第１の位置に設置された第１のアンテナと、前記第１の道路と交差する第２の道路を挟んだ第２の位置に設置された第２のアンテナとのいずれかを選択し、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナに接続された基地局に無線接続して通信可能な通信手段を備えた通信端末が、
前記第１の道路または前記第２の道路の少なくとも一方の交通流を検出し、
前記交通流に応じて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナから、接続するアンテナを選択する、
通信端末の制御方法。

【請求項10】

前記第１、第２の道路の双方の交通流を検出し、
前記第１、第２のアンテナのうち、前記道路の交通流の少ない道路を挟んだ位置に設置されたアンテナを選択する請求項９の制御方法。

【請求項11】

第１の道路を挟んだ第１の位置に設置された第１のアンテナと、前記第１の道路と交差する第２の道路を挟んだ第２の位置に設置された第２のアンテナとのいずれかを選択し、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナに接続された基地局に無線接続して通信可能な通信手段を備えた通信端末に搭載されたコンピュータに、
前記第１の道路または前記第２の道路の少なくとも一方の交通流を検出する処理と、
前記交通流に応じて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナから、接続するアンテナを選択する処理と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信端末、信号制御装置、通信端末の制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

第５世代移動通信システムの基地局（以下、「５Ｇ基地局」）を、交通信号機（以下、「信号機」）に設置することが検討されている。非特許文献１では、信号柱の上段に、アンテナを設置することが想定されている（スライド７「２． 交通信号機に５Ｇ技術を組み合わせるためのネットワークアーキテクチャ検討」参照）。また、上記アンテナとして、指向性アンテナを用いる場合、３６０度に亘って電波を出すためには３個のアンテナが必要であることが記載されている。また、同文献には、信号機を制御する信号制御装置に５Ｇ端末を接続し、上記５Ｇ基地局を介して交通管制システムと通信させ、交通管制用途に用いることが記載されている。

【0003】

特許文献１には、信号機に設置される形式の防災型信号制御無線システムが開示されている。この防災型信号制御無線システムでは、信号制御無線親局は、建物の上またはア ンテナ鉄塔上など、比較的高い位置に取り付けられ、信号制御無線子局は、信号柱に取り付けられることが記載されている（図１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－５２７６８号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】総務省、“交通信号機を活用した第５世代移動通信システム ネットワークの整備に向けた調査検討 報告書（令和元年度）概要版”、［online］、［令和3年3月19日検索］、インターネット〈URL：https://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/5g_trustednet/dai2/siryou2-1.pdf〉

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

以下の分析は、本発明者によって与えられたものである。信号制御装置は、保守容易性等を考慮して、交差点近くの地上付近に設置されることが多い。非特許文献１のように、５Ｇ基地局は信号柱に設置することが検討されている。交差点によっては、前記信号制御装置に接続された５Ｇ端末が、道路を挟んだ位置の信号柱に設置されたアンテナに接続するケースが想定される。しかしながら、通信端末が、道路を挟んだ位置の信号柱の基地局と接続する場合、通信端末と基地局との間の通信が、車両の通過等により影響を受けてしまうという問題点がある。上記の問題は、基地局に設置された場合のみならず、信号付近の柱等に設置される場合にも起こり得る。

【0007】

本発明は、信号柱または信号付近に設置された基地局と通信する通信端末の通信品質の安定化に貢献できる通信端末、信号制御装置、通信端末の制御方法及びプログラム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】

【0008】

第１の視点によれば、第１の道路を挟んだ第１の位置に設置された第１のアンテナと、前記第１の道路と交差する第２の道路を挟んだ第２の位置に設置された第２のアンテナとのいずれかを選択し、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナに接続された基地局に無線接続して通信可能な通信手段と、前記第１の道路または前記第２の道路の少なくとも一方の交通流を検出する交通流検出手段と、前記交通流に応じて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナから、接続するアンテナを選択する選択手段と、を備えた通信端末が提供される。

【0009】

第２の視点によれば、第１の道路を挟んだ 第１の位置に設置された第１のアンテナと、前記第１の道路と交差する第２の道路を挟んだ第２の位置に設置された第２のアンテナとのいずれかを選択し、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナに接続された基地局に無線接続して通信可能な通信手段と、前記第１の道路または前記第２の道路の少なくとも一方の交通流を検出する交通流検出手段と、前記交通流に応じて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナから、接続するアンテナを選択する選択手段と、前記通信手段を用いて所定の交通管制システムから受信した制御情報に基づいて、交通信号機を制御する信号制御手段と、信号制御装置が提供される。

【0010】

第３の視点によれば、第１の道路を挟んだ第１の位置に設置された第１のアンテナと、前記第１の道路と交差する第２の道路を挟んだ第２の位置に設置された第２のアンテナとのいずれかを選択し、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナに接続された基地局に無線接続して通信可能な通信手段を備えた通信端末が、前記第１の道路または前記第２の道路の少なくとも一方の交通流を検出し、前記交通流に応じて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナから、接続するアンテナを選択する、通信端末の制御方法が提供される。本方法は、前記２以上のアンテナと無線を用いて通信可能な通信手段を備えた通信端末という、特定の機械に結びつけられている。

【0011】

第４の視点によれば、上記した通信端末又は信号制御装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム（以下、プログラム）が提供される。なお、このコンピュータプログラムは、コンピュータ装置に入力装置又は外部から通信インタフェースを介して入力され、記憶装置に記憶されて、プロセッサを所定のステップないし処理に従って駆動させる。また、このプログラムは、必要に応じ中間状態を含めその処理結果を段階毎に表示装置を介して表示することができ、あるいは通信インタフェースを介して、外部と通信することができる。そのためのコンピュータ装置は、一例として、典型的には互いにバスによって接続可能なプロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。また、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジトリーな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、信号柱または信号付近に設置された基地局と通信する通信端末の通信品質を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態の構成を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態のシステム構成を示す図である。

【図3】本発明の第１の実施形態におけるアンテナと通信端末の配置を説明するための図である。

【図4】本発明の第１の実施形態の通信端末の構成を示す機能ブロック図である。

【図5】本発明の第１の実施形態の通信端末の動作を表したフローチャートである。

【図6】本発明の第２の実施形態の通信端末の構成を示す機能ブロック図である。

【図7】本発明の第２の実施形態の通信端末が記録する統計情報の一例を説明するための図である。

【図8】本発明の第２の実施形態の動作を説明するための図である。

【図9】本発明の第２の実施形態の通信端末の動作を表したフローチャートである。

【図10】本発明の第２の実施形態の変形動作を説明するための図である。

【図11】本発明の第３の実施形態の信号制御装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図12】本発明の通信端末又は信号制御装置として機能可能なコンピュータの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。プログラムはコンピュータ装置を介して実行され、コンピュータ装置は、例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。また、このコンピュータ装置は、通信インタフェースを介して装置内又は外部の機器（コンピュータを含む）と、有線、無線を問わず、通信可能に構成される。ーー

【0015】

本発明は、その一実施形態において、図１に示すように、通信手段１１と、交通流検出手段１２と、選択手段１３とを備えた通信端末１０にて実現できる。

【0016】

より具体的には、通信手段１１は、第１の道路を挟んで対向している第１の位置に設置された第１のアンテナ２０ａと、前記第１の道路と交差する第２の道路を挟んで対向している第２の位置に設置された第２のアンテナ２０ｂとのいずれかを選択し、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナに接続された基地局に無線接続して通信可能に構成される。

【0017】

交通流検出手段１２は、前記第１の道路または前記第２の道路の少なくとも一方の交通流を検出する。そして、選択手段１３は、前記交通流に応じて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナ２０ａ、２０ｂから、接続するアンテナを選択する。前記交通流に応じたアンテナの選択方法としては、前記道路の交通流の少ない方、即ち、アンテナ２０ａ、２０ｂと通信端末１０間を移動する遮蔽物の数の少ない方のアンテナを選択する方法が考えられる。なお、前記道路の交通流の少ない方は、前記第１、第２の道路の双方の交通流を検出して比較する方法が考えられる。また、前記第１、第２の道路の少なくとも一方の交通流を検出し、その交通流が少なければ、その道路を挟んだ位置に設置されたアンテナを選択し、交通流が多ければ他方のアンテナを選択する方法も採用可能である。

【0018】

以上のように動作する本実施形態によれば、道路を通行する車両の通過等により受ける影響を低減することが可能となり、信号柱に設置された基地局と通信する通信端末の通信品質を安定化させることが可能となる。

【0019】

［第１の実施形態］
続いて、本発明を信号柱に設置された５Ｇ基地局と通信する通信端末に適用した本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施形態のシステム構成を示す図である。図２を参照すると、信号柱６００に、５Ｇ基地局を搭載し、交通管制システム４００と、信号制御装置３００とを、５Ｇコアネットワーク２５０を介して接続可能とした構成が示されている。

【0020】

図２の例では、５Ｇ基地局は、ＣＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｔ）２４０、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔ （ＤＵ）２３０、Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔ（ＲＵ）２２０ａ，２２０ｂ、アンテナ（ＡＮＴ）２１０ａ、２１０ｂを含んで構成されている。

【0021】

ＣＵ２４０は、コアネットワーク２５０と１つ以上のＤＵ２３０との間に配置され、データ処理部としての機能を担う。ＤＵ２３０は、ＲＵ２２０ａ、２２０ｂと接続され、無線信号処理を担う。また、ＣＵ２４０は、交差点付近のビルの屋上や付近の鉄塔等に設置される。ＤＵ２３０は、ＣＵ２４０と併設するケースもあるが、非特許文献１では、ＤＵ２３０は、信号柱６００の中段や上段に設置することが検討されている。その理由は、ＲＵ２２０ａ、２２０ｂと光ファイバーで接続することを想定しているためである。

【0022】

ＲＵ２２０ａ、２２０ｂは、図２の太線で示す光ファイバーを介してＤＵ２３０と接続され、デジタル信号とアナログ信号とを相互に変換し、アンテナ２１０ａ、２１０ｂを介して通信端末１００との信号の送受信を行う。ＲＵ２２０ａ、２２０ｂは、アンテナ２１０ａ、２１０ｂとの接続の観点で、なるべくアンテナ２１０ａ、２１０ｂの近くに設置されることが望ましい。ＲＵ２２０ａ、２２０ｂは、図２に示したように、信号柱６００の上段、例えば、信号機の灯器５００の上に設置することもできる。また、ＲＵ２２０ａ、２２０ｂとして、アンテナ２１０ａ、２１０ｂと一体化されているものを用いることもできる。

【0023】

アンテナ２１０ａ、２１０ｂは、ＲＵ２２０ａ、２２０ｂにそれぞれ接続され、ＲＵ２２０ａ、２２０ｂと通信端末１００間でのアナログ信号の送受信を行う。なお、アンテナ２１０ａ、２１０ｂとしては、５Ｇの特徴の１つである高速大容量を実現すべく、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ）アンテナ等の指向性アンテナを用いることができる。なお、図２では、１つの信号柱６００に、１つのアンテナが示されているが、１つのＲＵに複数のアンテナが接続されていてもよい。例えば、非特許文献１のように、１２０度をカバーできるアンテナを３つ設けて３６０度をカバーする構成も採用可能である。これらのアンテナ２１０ａ、２１０ｂは、通信端末１００との見通し通信に好適な位置に設置されることが好ましい。例えば、アンテナ２１０ａ、２１０ｂは、図２に示したように、信号柱６００の上段、例えば、信号機の灯器５００の上に設置することもできる。

【0024】

通信端末１００は、信号制御装置３００と接続され、ＲＵ２２０ａ、２２０ｂのいずれかを介して５Ｇネットワークに接続する。通信端末１００は、信号制御装置３００に通信機能を提供する。通信端末１００の詳細な構成については、後に図４を用いて説明する。

【0025】

信号制御装置３００は、通信端末１００を用いて、交通管制システム４００又はその配下のＭＥＣ（Ｍｕｌｔｉ－ａｃｃｅｓｓ Ｅｄｇｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）サーバに接続し、交通管制用通信を行う。交通管制用通信としては、通信端末１００から受信した情報や、その他のセンサで収集した交通量や緊急車両通過情報、周辺交差点の信号点灯状況に基づいた信号制御等が想定されている。

【0026】

交通管制システム４００は、通信端末１００から受信した情報や、その他のセンサで収集した交通量や緊急車両通過情報、周辺交差点の信号点灯状況に基づいて、信号制御等を行う。なお、図２では省略しているが、交通管制システム４００が配下のＭＥＣサーバを備えていて、その機能の一部をこれらのＭＥＣサーバに担わせていてもよい。

【0027】

図３は、本発明の第１の実施形態におけるアンテナ２１０ａ、２１０ｂと通信端末１００の配置を説明するための図である。以下の説明では、通信端末１００が、交差点の信号制御装置３００の付近に設置されて、アンテナ２１０ａは、第１の道路を挟んだ第１の位置の信号機５００ａに設置されているものとする。また、アンテナ２１０ｂは、前記道路と交差する第２の道路を挟んだ第２の位置の信号機５００ｃに設置されているものとして説明する。このような配置にすることで、通信端末１００が、交通流に応じて、アンテナ２１０ａ、２１０ｂのいずれかを選択して、ＲＵ２２０ａ、２２０ｂと通信することが可能となる。また、第３、第４のアンテナ及びＲＵが存在する場合、信号機５００ｂ、５００ｄにこれらが設置されていてもよい。

【0028】

図４は、本発明の第１の実施形態の通信端末１００の構成を示す機能ブロック図である。図４を参照すると、通信部１１０と、信号制御情報取得部１２０と、アンテナ選択部１３０とを備えた構成が示されている。

【0029】

通信部１１０は、アンテナ２１０ａ、２１０ｂを介して、ＲＵ２２０ａ、２２０ｂに接続し、通信を行う。通信部１１０自体は、一般的な５Ｇ端末と同様のものを用いることができる。

【0030】

信号制御情報取得部１２０は、信号制御装置３００から信号制御情報を取得する。信号制御情報としては、交差点の信号機の灯器の点灯状態を制御する制御パラメータや信号機の灯器の点灯状態を示す情報を用いることができる。本実施形態では、信号制御情報取得部１２０が、これらの信号制御情報を用いて、道路の交通流を検出する交通流検出手段として機能する。信号制御情報は上記の例に限られず、信号制御情報取得部１２０が、交通管制システム４００からの明示的な信号制御指示や信号の灯器の点灯状態を示す情報を受け取って、道路の交通流を検出する方法も採用可能である。

【0031】

アンテナ選択部１３０は、前記信号制御情報から特定される交通流に応じて、通信端末１００が接続するアンテナ２１０ａ、２１０ｂを選択する。なお、アンテナ選択機能自体は、一般的な５Ｇ端末にも備えられているものなので、アンテナ選択部１３０と通信部１１０とが統合されていてもよい。

【0032】

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図５は、本発明の第１の実施形態の通信端末の動作を表したフローチャートである。図５を参照すると、通信端末１００は、信号制御装置３００から信号制御情報を取得する（ステップＳ００１）。なお、信号機によっては、信号制御情報が一定期間変わらない場合がある。この場合、通信端末１００は、ステップＳ００１を省略することができる。

【0033】

通信端末１００は、取得した信号制御情報に基づき、接続するアンテナを選択する（ステップＳ００２）。

【0034】

このとき、通信端末１００は、次のようにアンテナを選択することで、アンテナ２１０ａ、２１０ｂと通信端末１００間の通行車両により受ける影響を少なくすることができる。

【0035】

まず、図３に示したように、通信端末１００とアンテナ２１０ａ、２１０ｂとの間に仮想的な直線を引く。この直線の間に遮蔽物が無い場合、通信端末１００は、アンテナ２１０ａ、２１０ｂと見通し通信ができることになる。

【0036】

しかし、図３に示すように、信号機５００ｂ、５００ｄの灯器が青信号である場合、図３の左右方向の道路を車両が通行することになる。中には、大型車両が通行することもあり、その際に、アンテナ２１０ａを選択していると、通信端末１００と、アンテナ２１０ａとの間の遮蔽物が置かれることになり、通信の瞬断（ごく短期間の通信途絶）や中断が生じることになる。

【0037】

信号機５００ｂ、５００ｄの灯器が青信号である期間、この状態が続くので、信号機５００ｂ、５００ｄの灯器が青信号である場合、通信端末１００は、アンテナ２１０ｂを選択する。少なくとも、信号機５００ｂ、５００ｄの灯器が青信号である期間、信号機５００ａ、５００ｃの灯器は青信号以外の灯火となる。例えば、信号機５００ａ、５００ｃの灯器が赤信号である場合、車両は、停止線の手前で停止するので、通信端末１００とアンテナ２１０ｂ間を車両が通行することはなくなる。また、交差点によっては、信号機５００ａ、５００ｃの灯器が赤信号の点滅である場合も想定されるが、その場合であっても、車両の通行量は制限されるので、通信端末１００とアンテナ２１０ｂ間の通信が影響を受ける可能性は少なくなる。

【0038】

その後、信号機５００ａ、５００ｃの灯器が青信号に切り替わった場合、図３の上下方向の道路を車両が通行することになる。そのため、通信端末１００は、接続するアンテナを、アンテナ２１０ａに切り替える動作を行う。信号機５００ａ、５００ｃの灯器が青信号である期間、信号機５００ｂ、５００ｄの灯器が青信号以外の灯火となる。通信端末１００は、接続するアンテナを、アンテナ２１０ａに切り替えることで、通信端末１００とアンテナ２１０ｂ間の通信が影響を受ける可能性は少なくすることができる。

【0039】

以上のように、通信端末１００とアンテナ２１０ａ、２１０ｂとの間を結んだ直線が、灯火状態が青信号である車線と交差しない方のアンテナを選択して接続を行うことで、通信端末１００と５Ｇ基地局間の通信を安定させることが可能となる。なお、ＲＵ２２０ａ、２２０ｂと通信端末１００間で使用する周波数帯は特に制限はないが、使用する周波数帯が短くなればなるほど、遮蔽物の影響が大きくなるため、その効果が大きくなると想定される。例えば、５ＧではＳｕｂ６（５Ｇ ＮＲ ＦＲ１）と呼ばれる周波数帯と、ミリ波帯（５Ｇ ＮＲ ＦＲ２）と呼ばれる周波数帯との使用が想定されているが、ミリ波帯（５Ｇ ＮＲ ＦＲ２）の方がより大きな効果が得られることになる。

【0040】

また、上記アンテナの切替を行うことで、通信端末１００と、基地局（ＲＵ２２０ａ、２２０ｂ）との間に基地局間ハンドオーバーが発生することになる。必要に応じて、事前にＲＵ２２０ａとＲＵ２２０ｂ間で、交通管制センターやその配下のＭＥＣサーバと通信端末１００間のセッション状態等を引き継ぐ処理を行うことが好ましい。

【0041】

以上説明したとおり、本実施形態によれば、交通管制センターやその配下のＭＥＣサーバと、信号制御装置３００間の通信の通信品質を安定させることが可能となる。その理由は、信号制御装置３００に５Ｇ接続機能を提供する通信端末１００に、交通流に応じたアンテナの選択を行わせるよう構成したことにある。

【0042】

［第２の実施形態］
続いて、第１の実施形態の通信端末に統計情報に基づいたアンテナの選択機能を追加した第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。第２の実施形態の構成及び動作は第１の実施形態とほぼ共通するため、以下、その相違点を中心に説明する。

【0043】

図６は、本発明の第２の実施形態の通信端末１００ａの構成を示す機能ブロック図である。図４に示した第１の実施形態の通信端末１００との相違点は、統計情報記録部１４０が追加されている点と、アンテナ選択部１３０ａが、統計情報に基づいたアンテナの選択を行う点である。

【0044】

図７は、統計情報記録部１４０が記録する統計情報の一例を説明するための図である。ここで、統計情報とは、アンテナ２１０の通信に関する統計情報である。例えば、通信断が発生した時間（累計時間）や、瞬断した回数などが挙げられる。図７の例では、一定時間ごとに、選択しているアンテナと、その際の通信中断が発生した時間（該当時間帯での累計時間）が記録されている。例えば、図７の例では、２０２１／３／１９ １３：０３：００以降、アンテナ２１０ｂを選択した際に、通信中断が発生するようになっている。この通信中断の原因としては、種々のものが考えられるが、その１つとして、図８に示すように、道路の渋滞や大型車の増加により、アンテナ２１０ｂと通信端末１００ａの間に、大型車が停止線を越えて停止するケースが増えたこと等が考えられる。

【0045】

アンテナ選択部１３０ａは、統計情報を参照し、信号制御情報によって選択したアンテナでは通信品質の劣化が予想される場合に、信号制御情報によるアンテナの選択に代えて、前記統計情報に基づいたアンテナの選択を行う。例えば、図８のような状況が生じている場合、アンテナ２１０ｂではなく、アンテナ２１０ａを選択する。なお、ここで、アンテナ選択部１３０ａが参照する統計情報としては、図７に示すような直近の統計情報でもよいし、過去の同一時間帯の統計情報や、同一曜日の同一時間帯の統計情報等であってもよい。また、統計情報は、図７に示すような直近の記録値を表したもののほか、過去の同一時間帯の記録値、同一曜日の同一時間帯の記録値を平均等の統計処理したものであってもよい。

【0046】

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図９は、本発明の第２の実施形態の通信端末１００ａの動作を表したフローチャートである。図９のステップＳ００１及びステップＳ００２の動作は第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

【0047】

次に、通信端末１００ａは、統計情報を参照して、信号制御情報によって選択したアンテナでは通信品質の劣化が予想されるか否かを確認する（ステップＳ２００、Ｓ２０１）。例えば、図７に示すように、直近の統計情報で、アンテナ２１０ｂを選択した際に通信中断が発生している場合、通信端末１００ａは、アンテナ２１０ｂでは通信品質の劣化が発生すると予測する。反対に、直近の統計情報で、アンテナ２１０ａを選択した際に通信中断が発生していない場合、通信端末１００ａは、アンテナ２１０ａでは通信品質の劣化が発生しないと予測する。

【0048】

前記確認の結果、信号制御情報によって選択したアンテナでは通信品質の劣化はないと判断した場合（ステップＳ２０１のＮｏ）、通信端末１００ａは、ステップＳ００２で選択したアンテナの変更は行わない。

【0049】

一方、前記確認の結果、信号制御情報によって選択したアンテナでは通信品質の劣化が判断した場合（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、通信端末１００ａは、統計情報に基づいたアンテナの選択を行う（ステップＳ２０２）。例えば、図７に示すように、アンテナ２１０ｂの選択時よりもアンテナ２１０ａの方が通信品質の向上が見込まれる場合、通信端末１００ａは、アンテナ２１０ａの選択を行う。なお、ここでのアンテナの変更は必須ではなく、例えば、統計情報の参照の結果、アンテナ２１０ａを選択した場合、さらなる通信品質の劣化が見込まれる場合、アンテナ２１０ｂを選択することとしてもよい。

【0050】

以上のように動作する本実施形態によれば、過去のアンテナ選択を行った結果による通信品質に基づいて、最適なアンテナを選択することが可能となる。

【0051】

なお、上記した実施形態では、統計情報記録部１４０が、一定時間ごとに、選択しているアンテナと、その際の通信中断が発生した時間（該当時間帯での累計時間）を記録するものとして説明したが、統計情報はこの例に限られない。例えば、通信中断が発生した回数を統計情報として記録し、その回数に基づいて通信品質の劣化の程度を判断することとしてもよい。また、統計情報として、各アンテナを選択した際に観測された信号強度やＳＮ比等を計測して、これらの値を用いて、通信品質の劣化の程度を判断することとしてもよい。

【0052】

［第３の実施形態］
上記した第１、第２の実施形態では、通信端末１００、１００ａと信号制御装置３００とが独立して設けられているものとして説明したが、信号制御装置３００自体に上述の通信端末１００、１００ａ相当の通信機能を追加することもできる。

【0053】

図１１は、本発明の第３の実施形態の信号制御装置３００ａの構成を示す機能ブロック図である。図１１を参照すると、通信部３１０と、信号制御情報取得部３２０と、アンテナ選択部３３０と、信号制御部３４０とを備えた構成が示されている。

【0054】

通信部３１０、信号制御情報取得部３２０及びアンテナ選択部３３０は、それぞれ第１の実施形態の通信部１１０、信号制御情報取得部１２０及びアンテナ選択部１３０に相当する動作を行う。基本的な動作は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0055】

信号制御部３４０は、前記通信部３１０を用いて、交通管制システムから受信した制御情報に基づいて信号機５００ａ～５００ｄの制御を行う。従って、信号制御部３４０は、前記通信手段を用いて所定の交通管制システムから受信した制御情報に基づいて、交通信号機を制御する信号制御手段として機能する。また、信号制御部３４０は、信号制御情報取得部３２０に信号制御情報を提供する。

【0056】

その他の構成及び動作は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。もちろん、統計情報記録部を追加することで、第２の実施形態相当の機能を持たせることも可能となる。

【0057】

以上のように、本発明は、信号制御装置３００ａの機能として実現することも可能である。

【0058】

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示した装置構成、各要素の構成、データ等の表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。例えば、上記した各実施形態では、信号制御情報を用いて、交通流を検出する方法を採用したが、交通流を検出する方法はこれに限られない。例えば、信号機付近に、信号の灯火状態や車両を撮影するカメラが配置されている場合、これらのカメラで得られた画像を用いて、交通流を検出してもよい。また、例えば、信号機付近に、車両感知器が備えられている場合、これらのセンサ情報を用いて、交通流を検出してもよい。

【0059】

また、上記した各実施形態では、信号機に設置される基地局が５Ｇ基地局であるものとして説明したが、本発明の原理に照らせば、基地局の種類は、５Ｇ基地局に限られない。例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の基地局や、第５世代移動通信システムの基地局であってもよい。また、基地局は、路車間通信用の基地局（路側機）であってもよい。

【0060】

また、上記した各実施形態では、アンテナ２１０ａとアンテナ２１０ｂとの２つからアンテナを選択するものとして説明したが、交差点におけるアンテナの配置は図３に例示したものに限られない。例えば、図１０に示すように、信号機５００ｂに設置された第３のアンテナ２１０ｃを利用可能である場合、このアンテナを選択する構成も採用可能である。

【0061】

また、上記した各実施形態では、信号機の灯器５００の上にアンテナ２１０ａ、２１０ｂが設置されるものとして説明したが、個々の信号機におけるアンテナの配置は図２に例示したものに限られない。例えば、個々の信号機の信号柱の真上に、アンテナ２１０ａ、２１０ｂ、ＲＵ２２０ａ，２２０ｂの載置台を設置する構成なども想定される。この場合においても本発明は問題なく実施することができる。

【0062】

また、上記した各実施形態に示した手順は、通信端末又は信号制御装置として機能するコンピュータ（図１２の９０００）に、これらの装置としての機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図１２のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０１０、通信インタフェース９０２０、メモリ９０３０、補助記憶装置９０４０を備える構成に例示される。すなわち、図１２のＣＰＵ９０１０にて、交通流検出プログラムやアンテナ選択プログラムを実行させればよい。

【0063】

即ち、上記した通信端末又は信号制御装置の各部（処理手段、機能）は、これらの装置に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。

【0064】

最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点による通信端末参照）
［第２の形態］
上記した通信端末の交通流検出手段は、前記第１、第２の道路の双方の交通流を検出し、前記選択手段は、前記第１、第２のアンテナのうち、前記道路の交通流の少ない道路を挟んだ位置に設置されたアンテナを選択する構成を採ることができる。
［第３の形態］
上記した通信端末の交通流検出手段は、交通信号機の灯火状態又は信号制御信号を用いて、前記交通流を検出し、前記選択手段は、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナのうち、前記通信端末と前記第１、第２のアンテナとを結んだ直線が、灯火状態が青信号である車線と交差しない方のアンテナを選択して接続を行う構成を採ることができる。
［第４の形態］
上記した通信端末の選択手段は、通信品質の履歴を示す統計情報を参照して、前記交通流に応じたアンテナの選択では通信品質の劣化が予想される場合、前記交通流に応じたアンテナの選択に代えて、前記統計情報に基づいたアンテナの選択を行う構成を採ることができる。
［第５の形態］
上記した統計情報は、前記選択したアンテナとの通信期間中に発生した通信中断の累計時間又は通信中断の発生回数を含み、前記選択中のアンテナとの通信中の通信中断の累計時間又は通信中断の発生回数の少なくとも一方が所定の基準を超えている場合、前記交通流に応じたアンテナの選択に代えて、前記統計情報に基づいたアンテナの選択を行う構成を採ることができる。
［第６の形態］
前記第１、第２のアンテナは、前記道路を通行する移動体にサービスを提供する第５世代移動通信システムの基地局の指向性アンテナであり、前記基地局を介して交通管制システムと接続し、前記交通管制システムと交通管制用通信を行う構成を採ることができる。
［第７の形態］
（上記第２の視点による信号制御装置参照）
［第８の形態］
（上記第３の視点による通信端末の制御方法参照）
［第９の形態］
（上記第４の視点によるプログラム参照）
なお、上記第７～第９の形態は、第１の形態と同様に、第２～第６の形態に展開することが可能である。

【0065】

なお、上記の特許文献及び非特許文献の各開示は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとし、必要に応じて本発明の基礎ないし一部として用いることが出来るものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択（部分的削除を含む）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。さらに、上記引用した文献の各開示事項は、必要に応じ、本発明の趣旨に則り、本発明の開示の一部として、その一部又は全部を、本書の記載事項と組み合わせて用いることも、本願の開示事項に含まれるものと、みなされる。

【符号の説明】

【0066】

１０ 通信端末
１１ 通信手段
１２ 交通流検出手段
１３ 選択手段
２０ａ、２０ｂ アンテナ
１００、１００ａ 通信端末
１１０、３１０ 通信部
１２０、３２０ 信号制御情報取得部
１３０、１３０ａ、３３０ アンテナ選択部
１４０ 統計情報記憶部
２１０ａ、２１０ｂ アンテナ（ＡＮＴ）
２２０ａ，２２０ｂ Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔ（ＲＵ）
２３０ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔ （ＤＵ）
２４０ ＣＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｔ）
２５０ ５Ｇコアネットワーク
３００、３００ａ 信号制御装置
３４０ 信号制御部
４００ 交通管制システム
５００ 灯器
５００ａ～５００ｄ 信号機
６００ 信号柱
９０００ コンピュータ
９０１０ ＣＰＵ
９０２０ 通信インタフェース
９０３０ メモリ
９０４０ 補助記憶装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】