JP6177189B2 - 送信装置、受信装置、車内通信システム及び車内通信方法 - Google Patents

Description

この発明は、移動体に搭載可能な又は持ち運び可能な送信装置、受信装置及び車内通信システム、並びに、この車内通信システムにおける車内通信方法に関する。

列車又は自動車等のような移動体に搭載可能又は持ち運び可能な送信装置と、その送信装置から送信される通信データを受信する受信装置とから構成される従来の車内通信システムとして、送信装置と受信装置との間の通信品質を向上させるために、複数の通信経路を用いるものがある。ここで、通信経路は、送信装置と受信装置との間の通信に用いられる経路であって、本出願では通信経路を「ネットワーク」とも言う。通信に使用される通信方式及び通信に使用される周波数帯は通信品質に影響を与えるので、送信装置と受信装置との位置関係が同じ通信であっても、異なる通信経路による異なる通信の間では又は異なる周波数帯を使用する通信の間では、通信品質に違いが生じる。

したがって、複数の通信経路を用いる車内通信システムは、複数の通信経路の各々の特性及び通信状態に応じて、選択可能な複数の通信経路の中から最適な通信経路を選択する。

このような通信経路の選択を、ユーザーによる手動の切り替えによって実行する場合は、ユーザーに煩雑な操作が要求される。そこで、複数の通信経路の各々の能力、例えば、要求遅延を満たし得る能力に応じて、複数の通信経路の各々についての重み値を定義する重み付けを行い、通信を行なう際に、複数の通信経路の各々の重み値に基づいて、通信経路を選択する通信方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−７４６００号公報（例えば、第９−１８頁、図１）

しかしながら、上記複数の通信経路の中には、送信制限時間が規定されていない第１の通信方式を用いる第１の通信経路の他に、予め定められた送信制限管理期間内において予め定められた送信制限時間以内に限り通信が許可されるという規定を持つ第２の通信方式を用いる第２の通信経路がある。通信状況が変動する環境で、このような第２の通信経路が選択肢にある車内通信システムで特許文献１の選択方法を用いた場合には、第２の通信経路が要求遅延を満たしうる能力が他の通信経路の能力よりも高いときに、第２の通信経路を選択する頻度が増える。第２の通信経路は、予め定められた送信制限時間以内に限り通信が許可されるという規定を持つ通信方式を採用しているので、送信制限時間内で設定されている送信可能時間を使い切ると、第２の通信経路による通信が中断するという問題がある。このように、送信可能時間を使い切った場合には、第２の通信経路以外の他の通信経路による通信をすることができない通信状況のときであっても、第２の通信経路を使用することができず、第２の通信経路を有効に利用することができなかった。特に、受信装置が処理を実行する予定の時刻又は期限が設定されている情報を通信データとして送信する送信装置を有する通信システムにおいて、第２の通信経路を使用することができない状況になれば、受信装置が処理を実行する予定の時刻に又は期限内に、受信装置による処理を完了することができないという問題が生じる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、送信制限時間が規定されていない第１の通信方式の他に、送信制限管理期間内において予め定められた送信制限時間以内に限り通信が許可されるという規定を持つ第２の通信方式を用いることができる通信において、第２の通信方式を有効に利用することができる送信装置、受信装置、車内通信システム及び車内通信方法を提供することを目的とする。

この発明に係る送信装置は、第１の通信方式で通信データを送信する第１の通信部と、予め定められた送信制限管理期間内において予め定められた送信制限時間以内に限り通信データの送信が許可されるという規定を持ち、前記第１の通信方式と異なる通信方式である第２の通信方式で、通信データを送信する第２の通信部と、前記送信制限管理期間内における前記第２の通信部を使用する通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が前記送信制限時間を超えないように、前記送信制限管理期間内における前記第２の通信部による通信データの送信が許可される時間の上限値を決定するスケジューリング部と、前記第１の通信部による通信データの送信を開始するまでに要する時間である伝送遅延時間が、予め定められた判断基準時間を超えるか否かを監視する通信状態監視部と、前記通信状態監視部によって前記伝送遅延時間が前記判断基準時間を超えることが検知されたときに、前記第２の通信部による通信データの送信にかかる前記送信時間の合計時間が前記上限値を超えない場合には、前記第２の通信部に、送信対象の通信データの送信を指示する送信指示部と、を備えるものである。
また、この発明に係る受信装置は、上記送信装置の第１の通信部から送信された第１の通信データを受信する第３の通信部と、上記送信装置の第２の通信部から送信された第２の通信データを受信する第４の通信部と、前記第３の通信部と、前記第４の通信部とから、同一の内容の通信データを受信した場合、いずれかの通信データを出力する受信制御部とを備えるものである。
また、この発明に係る車内通信システムは、上記送信装置と、上記受信装置と、現在位置の情報を取得し前記現在位置の情報を前記送信装置へ供給する現在位置取得部とを備えるものである。
また、この発明に係る車内通信方法は、送信装置と受信装置との間で、第１の通信方式と、予め定められた送信制限管理期間内において予め定められた送信制限時間以内に限り通信データの送信が許可されるという規定を持ち、前記第１の通信方式と異なる通信方式である第２の通信方式とで、通信を行う車内通信システムの通信方法であって、
前記送信装置が行う処理は、前記第１の通信方式で通信データを送信するステップと、前記送信制限管理期間内における前記第２の通信方式を使用する通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が前記送信制限時間を超えないように、前記送信制限管理期間内における前記第２の通信方式による通信データの送信が許可される時間の上限値を決定するステップと、前記第１の通信方式による通信データの送信を開始するまでに要する時間である伝送遅延時間が、予め定められた判断基準時間を超えるか否かを監視するステップと、前記伝送遅延時間が前記判断基準時間を超えることが検知されたときに、前記第２の通信方式による通信データの送信にかかる前記送信時間の合計時間が前記上限値を超えない場合には、前記第２の通信方式による前記通信データの送信を指示するステップと、を含み、
前記受信装置が行う処理は、前記第１の通信方式によって受信された通信データと前記第２の通信方式によって受信された通信データとが、同一の内容の通信データである場合、受信された前記通信データの一方の通信データを出力するステップを含む、ものである。
また、この発明に係る他の車内通信方法は、送信装置と受信装置との間で、第１の通信方式と、予め定められた送信制限管理期間内において予め定められた送信制限時間以内に限り通信データの送信が許可されるという規定を持ち、前記第１の通信方式と異なる通信方式である第２の通信方式とで、通信を行う車内通信システムの通信方法であって、
前記送信装置が行う処理は、前記第１の通信方式で通信データを送信するステップと、前記送信制限管理期間を複数のタイムスロットに分割し、前記第２の通信方式で通信データ送信することを許容する送信可能時間を前記複数のタイムスロットの各々に割り当てるステップと、前記第１の通信方式による通信データの送信を開始するまでに要する時間である伝送遅延時間が、予め定められた判断基準時間を超えるか否かを監視するステップと、現在時刻に該当する前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間に基づいて前記第２の通信方式による通信データの送信をするか否かを判定し、さらに前記第２の通信方式を用いて前記通信データが送信された場合に、前記現在時刻に該当する前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間から、第２の通信方式で前記通信データを送信するのに使用した時間を減算する計算によって得られた値を、前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間の残り時間として記憶するステップと、を含み、
前記受信装置が行う処理は、前記第１の通信方式によって受信された通信データと前記第２の通信方式によって受信された通信データとが、同一の内容の通信データである場合、受信された前記通信データの一方の通信データを出力するステップを含む、ものである。

この発明においては、第１の通信部における伝送遅延時間が判断基準時間を超えることが検知されたときに、第２の通信部による通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が、送信制限管理期間内における第２の通信部を使用するデータ送信の合計時間として決定された上限値を超えない場合には、第２の通信部が、送信対象の通信データの送信を行う。このため、この発明によれば、予め定められた送信制限管理期間ごとに予め定められた送信制限時間以内に限り通信が許可される通信経路を有効に利用することができる。

この発明の実施の形態１に係る送信装置、受信装置、及び車内通信システムの主要な構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る送信装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１に係る車内通信方法の主要な処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る送信装置の送信可能時間割当部が割り当てる、１つの送信制限管理期間内のタイムスロットに関する情報の一例をタイムスロット割当リストとして示す図である。 実施の形態１に係る送信装置の送信可能時間割当部が割り当てる、１つの送信制限管理期間内の１分経過時におけるタイムスロットに関する情報の一例をタイムスロット割当リストとして示す図である。 実施の形態１に係る送信装置の送信可能時間割当部が割り当てる、１つの送信制限管理期間内の１分経過時におけるタイムスロットに関する情報の他の例（送信可能時間を超過したき）をタイムスロット割当リストとして示す図である。 実施の形態１に係る送信装置の送信可能時間割当部が割り当てる、１つの送信制限管理期間内の送信可能時間を超過した後に設定されるタイムスロットに関する情報の一例をタイムスロット割当リストとして示す図である。 実施の形態１に係る送信装置の送信可能時間割当部が割り当てる、ある送信制限管理期間の次の送信制限管理期間内のタイムスロットに関する情報の一例をタイムスロット割当リストとして示す図である。 実施の形態１に係る受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図９の受信装置の通信データ出力判定部が、第３の通信部と第４の通信部でそれぞれ受信した通信データを、受信データ入力部に供給するかどうかを判定する処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る送信装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態２に係る送信装置の将来位置推定部が保持する将来推定位置参照テーブルの一例を示す図である。 実施の形態２に係る送信装置の将来位置推定部が保持する将来推定位置参照テーブルに基づく、現在時刻からの経過時間と、送信装置の存在位置との関係の一例を示す図である。 実施の形態２に係る送信装置の時刻位置別送信量推定部が保持する将来送信要求推定時間参照テーブルの一例を示す図である。 実施の形態２に係る送信装置の送信可能時間割当部が割り当てる、１つの送信制限管理期間内のタイムスロットに関する情報の一例をタイムスロット割当リストとして示す図である。 実施の形態２に係る送信装置の時刻位置別送信量推定部が保持する、ある時間帯での将来送信要求推定時間参照テーブルの一例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る送信装置１０、受信装置３０及び車内通信システム１の主要な構成を示すブロック図である。図１に示されるように、車内通信システム１は、送信装置１０と受信装置３０とを含むシステムである。車内通信システム１は、例えば、列車又は自動車等のような移動体に搭載可能なシステムである。また、車内通信システム１は、実施の形態１に係る車内通信方法を実施することができるシステムである。図１において、送信装置１０と受信装置３０とは、複数の通信経路を用いて（例えば、第１の通信経路２１及び第２の通信経路２２のいずれかを選択的に用いて）通信可能に接続される。なお、送信装置１０は、受信装置としての構成を備えた通信装置であってもよく、受信装置３０は、送信装置としての構成を備えた通信装置であってもよい。また、車内通信システム１において使用可能な通信経路の数は、２経路に限定されず、３経路以上であってもよい。

図１に示されるように、送信装置１０は、主要な構成として、第１の通信方式で第１の通信経路２１を介してデータ通信をする第１の通信部１０１と、第２の通信方式で第２の通信経路２２を介してデータ通信をする第２の通信部１０２と、送信制御部１０３と、送信データ出力部１０４とを備える。送信制御部１０３は、送信データ出力部１０４から供給されるデータを、第１の通信部１０１及び第２の通信部１０２のうちの少なくともいずれか一方から受信装置３０へ送信するための制御を行なう。

第１の通信方式は、「予め定められた期間（送信制限管理期間）の各々において、予め定められた送信制限時間以内に限り送信が許可される」という規定を持たない通信方式である。すなわち、第１の通信方式は、予め定められた送信制限管理期間の各々において、時間的な制限無しに送信が許可される通信方式である。ここで、予め定められた送信制限時間は、後述する複数のタイムスロットの各々における送信可能時間（すなわち、送信許容時間）の、１つの送信制限管理期間における総計（すなわち、合計時間）である。第１の通信方式は、無線通信方式であり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ／ｎ等の無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）による通信方式である。ただし、第１の通信方式は、この通信方式に限定されるものではない。
第２の通信方式は、「予め定められた送信制限管理期間の各々において、予め定められた送信制限時間以内に限り送信が許可される」という規定を持つ通信方式である。すなわち、第２の通信方式は、「予め定められた送信制限管理期間の各々において、予め定められた送信制限時間以内でしか送信できない」という規定を持つ通信方式である。言い換えれば、第２の通信方式は、予め定められた送信制限管理期間の各々において、予め定められた送信制限時間以内に送信が許可され、送信制限時間を超える送信が許可されない通信方式である。第２の通信方式は、第１の通信方式とは異なる無線通信方式であり、例えば、日本における「特定小電力無線」の通信方式である。特定小電力無線の通信方式は、送信制限管理期間を予め定められた一定の時間である１時間を規定しており、この１時間の送信制限管理期間においては、予め定められた送信制限時間である３６０秒以内に限り通信が許可されることを規定している。

送信装置１０の第１の通信部１０１から送信された信号は、第１の通信経路２１を介して伝送され、受信装置３０の第３の通信部３０１によって受信される。また、送信装置１０の第２の通信部１０２から送信された信号は、第２の通信経路２２を介して伝送され、受信装置３０の第４の通信部３０２によって受信される。第１の通信経路２１は、第１の通信方式が規定する搬送波周波数を用いる通信経路である。また、第２の通信経路２２は、第２の通信方式が規定する搬送波周波数を用いる通信経路である。従って、第１の通信方式と第２の通信方式とが共に無線通信方式であって、送信装置１０と受信装置３０との位置関係が同じであっても、第１の通信方式及び第２の通信方式のそれぞれの搬送波周波数の雑音成分が異なるために、第１の通信方式による通信品質と第２の通信方式による通信品質とは異なる。

図１に示されるように、受信装置３０は、主要な構成として、第１の通信方式でデータ通信をする第３の通信部３０１と、第２の通信方式でデータ通信をする第４の通信部３０２と、受信制御部３０３と、受信データ入力部３０４とを備える。第３の通信部３０１は、送信装置１０の第１の通信部１０１から第１の通信経路２１を介して送信された信号を受信し、この受信された信号を第１の通信方式で受信データに変換する。第４の通信部３０２は、送信装置１０の第２の通信部１０２から第２の通信経路２２を介して送信された信号を受信し、この受信された信号を第２の通信方式で受信データに変換する。受信装置３０の受信制御部３０３は、第３の通信部３０１又は第４の通信部３０２によって取得された通信データを、受信データ入力部３０４に供給する。このとき、受信制御部３０３は、第３の通信部３０１によって受信された通信データと第４の通信部３０２によって受信された通信データとを取得し、第３の通信部３０１及び第４の通信部３０２によって同じ通信データが受信された場合は、その内の一方の通信データを選択して、この選択された通信データを受信データ入力部３０４に供給する。この選択は、例えば、以下の方法による。第１の方法は、受信制御部３０３が、それぞれの通信データの受信時における信頼性又はエラー状況を示す情報を取得するなどして、この取得された情報に基づいて最適な通信データを選択する方法である。第２の方法は、受信制御部３０３が時間的に先に取得した通信データを選択し、時間的に後に取得した通信データを無視する方法である。なお、受信制御部３０３による選択の方法は、上記例に限定されない。

図２は、この発明の実施の形態１に係る送信装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。図２に示されるように、実施の形態１に係る送信装置１０は、図１に示される構成の他に、通信状態監視部１０５と、送信経路指示部１０６と、送信可能時間割当部１０７と、送信可能時間管理部１０８と、判断基準時間を設定する判断基準時間調整部１０９とを備えている。送信可能時間割当部１０７は、スケジューリング部１２０を構成する。また、送信制御部１０３と送信経路指示部１０６と送信可能時間管理部１０８とは、送信指示部１３０を構成する。スケジューリング部１２０は、送信制限管理期間内における第２の通信部１０２を使用する通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が送信制限時間を超えないように、送信制限管理期間内における第２の通信部１０２による通信データの送信時間の合計時間の上限値を決定する。送信指示部１３０は、第１の通信部１０１による通信データの送信を開始するまでに要する時間である伝送遅延時間が、予め定められた判断基準時間を超えるか否かを監視し、通信状態監視部１０５によって伝送遅延時間が判断基準時間を超えることが検知されたときに、第２の通信部１０２による通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が前記上限値を超えない場合には、第２の通信部１０２に、送信対象の通信データの送信を指示する。
スケジューリング部１２０の送信可能時間割当部１０７は、送信制限管理期間を複数のタイムスロットに分割し、第２の通信部１０２を用いることを許容する送信可能時間を複数のタイムスロットの各々に割り当てることが望ましい。
送信指示部１３０の送信可能時間管理部１０８は、送信可能時間割当部１０７によって割り当てられた送信可能時間を記憶し、通信状態監視部１０５によって伝送遅延時間が判断基準時間を超えることが検知されたときに、現在時刻に該当するタイムスロットに割り当てられた送信可能時間に基づいて第２の通信部１０２を用いるか否かを判定し、さらに第２の通信部１０２を用いて通信データが送信された場合に、現在時刻に該当するタイムスロットに割り当てられた送信可能時間から、第２の通信部１０２で通信データを送信するのに使用した時間を減算する計算によって得られた値を、最新の送信可能時間（すなわち、送信可能時間の残り時間）として記憶することが望ましい。送信指示部１３０の送信制御部１０３は、送信可能時間管理部が第２の通信部１０２を使用すると判定した場合は、第２の通信部１０２に、送信対象の通信データの送信を指示することが望ましい。
以下に、実施の形態２に係る送信装置１０の構成をより具体的に説明する。通信状態監視部１０５は、第１の通信部１０１による通信データの送信を開始するまでに要する時間である伝送遅延時間が判断基準時間を超過したか否かを監視して、その結果を監視結果として出力する。通信状態監視部１０５は、この伝送遅延時間が判断基準時間を超過したことを検知したときに、第２の通信部１０２を用いて通信データの送信を行うことを要求するために、監視結果を送信経路指示部１０６に供給する。つまり、第１の通信部１０１の通信にかかる伝送遅延時間が判断基準時間を超過したことを検知したときに送信経路指示部１０６へ供給される監視結果は、第２の通信部１０２を用いて通信データを送信することを要求する送信要求信号と同等である。

ここで、伝送遅延時間とは、送信データ出力部１０４が受信装置３０へ通信データの送信を指示してから実際に第１の通信部１０１が送信を開始するまでの時間である。第１の通信部１０１は、送信制御部１０３が第１の通信部１０１に対して送信を指示した時に、まず第１の通信経路２１の通信状況を確認して、送信可能と判断した時に、実際に第１の通信部１０１が送信を開始する。第１の通信部１０１は、例えば、第１の通信経路２１の搬送波周波数の受信電力レベルを感知し、受信電力レベルが、あるしきい値よりも高い場合は送信を行わず、受信電力レベルが、あるしきい値以下であれば送信を行なう方式、すなわち、キャリアセンスとも呼ばれる手法で、第１の通信経路２１での通信状況を確認する。この場合、第１の通信部１０１は、第１の通信経路２１の搬送波周波数の受信電力レベルがあるしきい値よりも高い場合は、受信電力レベルがしきい値以下になるまで、通信データの送信を待つことになり、伝送遅延時間は長くなる。

また、他の態様として、第１の通信部１０１が第１の通信方式で通信データを送信するときに受信装置３０からの受信応答を受けるような通信プロトコルを用いて送信開始を判断する場合は、第１の通信部１０１が受信装置３０の第３の通信部３０１へ一旦信号を送信し、受信装置３０の第３の通信部３０１から受信応答を受けたときに、実際に第１の通信部１０１が送信を開始することとしてもよい。
図３は、実施の形態１に係る車内通信方法の主要な処理を示すフローチャートである。図３に示される車内通信方法は、送信装置１０と受信装置３０との間で、第１の通信方式と、予め定められた送信制限管理期間内において予め定められた送信制限時間以内に限り通信データの送信が許可されるという規定を持ち、第１の通信方式と異なる通信方式である第２の通信方式とで、通信を行う車内通信システムの通信方法である。送信装置１０は、送信制限管理期間に少なくとも１つのタイムスロットを設定し（望ましくは、複数のタイムスロットに分割し）、第２の通信方式で通信データ送信することを許容する送信可能時間をタイムスロットの各々に割り当てており、データ送信に際し、以下の処理を実行する。
図３に示されるように、送信装置１０は、先ず、現在時刻情報から現在時刻のタイムスロットを特定し（ステップＳ１）、次に、第１の通信部１０１（第１の通信方式）による通信データの送信を開始するまでに要する時間である伝送遅延時間が、予め定められた判断基準時間を超えるか否かを判定する（ステップＳ２）。
ステップＳ２における判定がＹＥＳの場合には、送信装置１０は、現在時刻に該当するタイムスロットに割り当てられた送信可能時間に基づいて第２の通信部１０２（第２の通信方式）による通信データの送信をするか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定処理の詳細は後述する。
ステップＳ３における判定がＹＥＳの場合には、送信装置１０は、現在時刻に該当するタイムスロット内で第２の通信部１０２（第２の通信方式）による通信データの送信を行い（ステップＳ４）、現在時刻に該当するタイムスロットの送信可能時間の残り時間を更新する（ステップＳ４）。
ステップＳ２における判定がＮＯの場合、及び、ステップＳ２における判定がＮＯの場合には、送信装置１０は、第１の通信部１０１（第１の通信方式）による通信データの送信を行う（ステップＳ５）。
ステップＳ４又はステップＳ５の後に、送信装置１０は、送信対象の通信データの有無を判定し（ステップＳ６）、通信データがあれば、処理をステップＳ１に戻し、通信データがなければ送信処理を終了する。

次に、判断基準時間について説明する。送信装置１０から送信される通信データの中には、この通信データを受信した受信装置３０で実行する処理の条件、例えば、時刻又は期限の設定情報等を含むものがある。例えば、送信装置１０から送信される通信データが画像データを含むときには、通信データは、受信装置３０が受信した画像データに基づく画像を表示する時刻又は期限の設定情報等を含む場合がある。また、送信装置１０から送信される通信データの中に、受信装置３０が実行する処理の実行時刻又は実行開始期限を示す情報が含まれる場合がある。送信装置１０から送信される通信データに含まれている情報が処理の実行時刻であれば、現在時刻と処理の実行時刻との差を処理要求時間とし、送信装置１０から送信される通信データに含まれている情報が実行開始期限を示す情報であれば、その実行開始期限までの時間を処理要求時間とする。

もしくは、判断基準時間調整部１０９は、車内通信システム１において通信データの種類とその実行時刻又は実行開始期限とを示す情報が予め決められている場合は、送信指示のあった通信データの種類に基づいて対応づけられた時間を処理要求時間として設定する。

判断基準時間調整部１０９は、判断基準時間として、処理要求時間から、さらに第２の通信部１０２から第２の通信経路２２を介して受信装置３０の第４の通信部３０２で受信して通信データが取得されるまでの時間を引いた値を設定する。例えば、最大２００ミリ秒後に処理開始が必要な通信データを送信する場合（すなわち、処理要求時間が２００ミリ秒である場合）に、その通信データを第２の通信方式で送信するために必要な通信時間が１０ミリ秒であれば、判断基準時間調整部１０９は、処理要求時間である２００ミリ秒から１０ミリ秒を引いた時間である１９０ミリ秒を判断基準時間とする。この場合、第１の通信方式での伝送遅延時間が判断基準時間１９０ミリ秒を超えるときは、第２の通信方式で通信データを送信するので、送信データ出力部１０４からの送信指示から２００ミリ秒後の時点である処理開始時刻に、送信データの送信が完了している。また、判断基準時間調整部１０９は、上述の１０ミリ秒に対して１ミリ秒のマージンを付与して１１ミリ秒とし、判断基準時間を１８９ミリ秒（＝２００ミリ秒−１１ミリ秒）としてもよい。また、判断基準時間調整部１０９は、送信する通信データの中に処理要求時間を示す情報がなければ、又は通信データの種類から処理要求時間を示す情報が設定できなければ、判断基準時間として、通信をするのに充分に長い時間（例えば、予め決められた時間）に設定することとしてもよい。

送信経路指示部１０６は、通信状態監視部１０５から与えられた監視結果（要求）に応じて、通信データの送信に第１の通信部１０１と第２の通信部１０２とのうちのいずれか一方又は両方を用いるかを送信制御部１０３に指示する。

送信制御部１０３は、送信経路指示部１０６からの指示に基づいて、第１の通信部１０１と第２の通信部１０２とのうちのいずれか又は両方を用いて通信をするように制御する。

送信可能時間割当部１０７は、予め定められた送信制限管理期間を複数のタイムスロットに分割し、第２の通信部１０２を用いることを許容する送信可能時間をタイムスロット単位で（すなわち、複数のタイムスロットの各々に）割り当てる。ここで、タイムスロットの各々に割り当てられた送信可能時間の総計（合計時間）である上限値は、送信制限時間以内に設定する。

図４は、実施の形態１に係る送信装置１０の送信可能時間割当部１０７が割り当てる、１つの送信制限管理期間内のタイムスロットに関する情報の一例をタイムスロット割当リストとして示す図である。図４に示される例では、１時間の送信制限管理期間を、６０個のタイムスロットに分割し、１分単位のタイムスロットごとに送信可能時間を６．０００秒（すなわち、６秒）と設定している。つまり、タイムスロット単位で割り当てられた送信可能時間の総計は、３６０秒（＝６秒×６０）としている。また、図４は、現在時刻が８：００（８時００分）のときのタイムスロットを表している。図４では、６０個のタイムスロットの各々における送信可能時間を、互いに等しい時間である６．０００秒と設定しているが、６０個のタイムスロットの各々における送信可能時間は互いに等しい時間である必要はない。また、送信可能時間の総計は、送信制限時間と同一である必要はなく、送信制限時間以内であれば良い。

図５は、実施の形態１に係る送信装置１０の送信可能時間割当部１０７が割り当てる、１つの送信制限管理期間内の１分経過時におけるタイムスロットに関する情報の一例をタイムスロット割当リストとして示す図である。図５は、図４のタイムスロットを初期設定値とした場合において、時刻８：００から時刻８：０１の間に、第２の通信部１０２を０．０１０秒（すなわち、１０ミリ秒）使用した時のタイムスロット（Ｎｏ．１〜６０）に関する情報の一例を示す。このように、送信可能時間管理部１０８が、該当するタイムスロットの間に第２の通信部１０２を用いた場合に、送信可能時間割当部１０７から取得した送信可能時間の残り時間６．０００秒から第２の通信部１０２を用いた時間０．０１０秒を減算した５．９９０秒を、該当するタイムスロットにおける最新の送信可能時間の残り時間とする更新を行う。つまり、図５は、現在時刻に該当するタイムスロット（例えば、Ｎｏ．１）に設定された送信可能時間の残り時間が、５．９９０秒になったことを示す。

図６は、実施の形態１に係る送信装置１０の送信可能時間割当部１０７が割り当てる、１つの送信制限管理期間内の１分経過時におけるタイムスロットに関する情報の他の例をタイムスロット割当リスト（送信可能時間を超過したき）として示す図である。図６は、時刻８：００から時刻８：０１の間に、第２の通信部１０２を６．０００秒使用した時のタイムスロットの一例を示す。時刻８：００から時刻８：０１の間に、第２の通信部１０２を６．０００秒使用したので、当該するタイムスロット（Ｎｏ．１）の送信可能時間の残り時間は０．０００秒になる。

送信経路指示部１０６は、通信状態監視部１０５から第２の通信部１０２の使用を要求されたときは、送信可能時間管理部１０８に第２の通信部１０２の使用が可能かを問い合わせる。送信可能時間管理部１０８は、現在時刻に該当するタイムスロットの送信可能時間の残り時間がある場合は、第２の通信部１０２の使用を許可し、送信経路指示部１０６は第２の通信部１０２の使用許可結果に基づいて送信制御部１０３に第２の通信部１０２での送信を指示する。一方、現在時刻に該当するタイムスロットの送信可能時間の残り時間がない場合は、第２の通信部１０２の使用を許可せず、送信経路指示部１０６は第２の通信部１０２の使用許可結果に基づいて送信制御部１０３に第２の通信部１０２での送信を指示しない。ここで、送信経路指示部１０６は、送信データ出力部１０４からの送信指示のある通信データのデータ量と第２の通信部１０２で送信した場合の送信に必要な時間を推定して、現在時刻に該当するタイムスロットの送信可能時間の残り時間が、推定された送信時間以上であるか否かで判断することで、より送信可能時間を正確に管理することができる。

図７は、実施の形態１に係る送信装置１０の送信可能時間割当部１０７が割り当てる、１つの送信制限管理期間内の送信可能時間を超過した後におけるタイムスロットに関する情報の一例をタイムスロット割当リストとして示す図である。図７は、現在時刻が時刻８：０１になったとき又はその直前に、送信可能時間割当部１０７が割り当てるタイムスロットの一例を示す。このように送信可能時間割当部１０７がタイムスロット期間を経過するとき又はその直前に新たなタイムスロットに更新することで、時刻８：０１から時刻９：０１までの送信制限管理期間で送信可能時間を管理することができる。

図８は、実施の形態１に係る送信装置１０の送信可能時間割当部１０７が割り当てる、ある送信制限管理期間の次の送信制限管理期間におけるタイムスロットに関する情報の一例をタイムスロット割当リストとして示す図である。図８の例では、送信可能時間割当部１０７は、タイムスロット期間を経過するとき又はその直前に、新たなタイムスロットに更新するのではなく、１つの送信制限管理期間が経過する毎にタイムスロットを再設定している。送信可能時間管理部１０８は、図４で設定した時刻８：００から時刻９：００までの送信制限管理期間においてはタイムスロットに対して現在時刻が時刻９：００になったとき又はその直前まで、送信可能時間割当部１０７からのタイムスロット割り当てを取得することなく管理を行ない、現在時刻が時刻９：００になったとき又はその直前になったときに、送信可能時間割当部１０７から図８のような時刻９：００から時刻１０：００までの送信制限管理期間においてはタイムスロット割り当てを取得する。この態様では、送信可能時間割当部１０７からのタイムスロット割り当てをタイムスロット期間経過ごとではなく、１つの送信制限管理期間が経過する毎に取得するだけで良いという効果を奏する。

判断基準時間調整部１０９は、通信状態監視部１０５から判断基準時間の情報を取得し、送信可能時間管理部１０８から現在時刻に該当するタイムスロットの送信可能時間の残り時間の情報を取得する。判断基準時間調整部１０９は、現在時刻に該当するタイムスロットの送信可能時間の残り時間が少なくなった場合に、判断基準時間を今の設定時間よりも長く伸ばすことを通信状態監視部１０５に指示する。これにより、送信データ出力部１０４から送信指示のあった通信データに基づいて設定する判断基準時間が、処理実行の期限からマージンを含んだ設定となっている場合は、そのマージンをより短く設定して判断基準時間を伸ばすことで、処理実行の期限までに送信することができない警告の発生を抑えることができる。また、送信制限管理期間のうち、早々に第２の通信部１０２を使用することができる送信制限時間を使い切ることなく、より効率的に第２の通信部１０２を使用することができる。

また、判断基準時間調整部１０９は、送信可能時間管理部１０８に当該タイムスロットに送信可能時間の再調整を（すなわち、送信可能時間に付加時間を追加して得られた時間を新たな送信可能時間とする）要求し、送信可能時間管理部１０８が当該タイムスロットの送信可能時間の残り時間を追加するように各タイムスロットの送信可能時間設定の再調整を行なう。これにより、当該タイムスロットでの送信を実現することができ、処理実行の期限までに送信を完了することができないことを知らせる警告の発生の頻度を抑えることができる。この場合、送信可能時間管理部１０８がタイムスロットに割り当てた送信可能時間の総計を予め送信制限時間以下の時間に設定していた場合は、その送信制限時間からタイムスロットに割り当てた送信可能時間の総計を引いた時間である余剰時間を、送信可能時間に追加する付加時間とすれば、他のタイムスロットに割り当てた送信可能時間を再調整する必要をなくすることができる。

次に、車内通信システム１が列車などの移動体に搭載されており、車内通信システム１において送信装置１０から受信装置３０へ通信データＡ１を送信するときの動作について説明する。また、本実施の形態では第２の通信部１０２が使用する第２の通信方式を送信制限管理期間が１時間、送信制限時間が３６０秒に制限された特定小電力無線を用いる通信方式とする。

送信可能時間割当部１０７は、例えば、１時間の送信制限管理期間を６０個のタイムスロットに分割し、６０個のタイムスロットの各々に６秒の送信可能時間を割り当てる。図４に示される例においては、送信可能時間割当部１０７は、時刻８：００から時刻９：００までの１時間の送信制限管理期間を、Ｎｏ．１からＮｏ．６０までの６０個のタイムスロットに分割するために、６０個のタイムスロットの各々の開始時刻と終了時刻とを設定する情報と、６０個のタイムスロットの各々に６秒の送信可能時間を設定する情報と、を含むタイムスロット情報を送信可能時間管理部１０８に与える。

送信可能時間管理部１０８は、送信可能時間割当部１０７が割り当てたタイムスロット情報を取得する。

送信データ出力部１０４は、通信データＡ１を受信装置３０に送信する指示を送信制御部１０３に送る。

送信制御部１０３は、第１の通信部１０１に通信データＡ１を受信装置３０に送信する準備を開始する。ここで、通信状態監視部１０５は、送信データ出力部１０４から通信データＡ１を受信装置３０に送信する指示がされた時刻から伝送遅延時間を計測開始するとともに、通信データＡ１の処理要求時間とデータ量を取得する。通信状態監視部１０５は、第２の通信方式で送信した場合に、通信データＡ１のデータ量のデータを送信するときに必要な伝送時間を推定し、処理要求時間と推定した伝送時間とに応じて、第２の通信方式で送信しても処理要求時間以内で通信データの送信が完了し、受信装置３０における所定の処理開始時間に間に合うように、判断基準時間を設定する。

第１の通信部１０１は、キャリアセンスを行ない、第１の通信経路２１での通信状況が送信できる状況になるまで待つ。

通信状態監視部１０５は、伝送遅延時間の計測開始から判断基準時間を超えることなく、第１の通信部１０１から第１の通信経路２１での通信状況が送信できる状況になったことを示す情報を受け取った場合は、第１の通信部１０１の通信にかかる伝送遅延時間が判断基準時間を超過したと検知しないため、送信経路指示部１０６に第２の通信部１０２を用いた送信を要求する監視結果を供給しない。一方、通信状態監視部１０５は、伝送遅延時間の計測開始から、第１の通信部１０１から第１の通信経路２１での通信状況が送信できる状況になったことを示す情報が来ることなく、判断基準時間を超えたときは、第１の通信部１０１の通信にかかる伝送遅延時間が判断基準時間を超過したと検知して、送信経路指示部１０６に第２の通信部１０２を用いた送信を要求する監視結果を供給する。

送信経路指示部１０６は、通信状態監視部１０５から第２の通信部１０２を用いた送信を要求する情報を受け取った場合は、第２の通信方式で送信した場合に通信データＡ１のデータ量を送信するときに必要な伝送時間を用いて送信することを許可することができるかを送信可能時間管理部１０８に問い合せる。

送信可能時間管理部１０８は、通信状態監視部１０５から第２の通信部１０２を用いた送信を要求する情報を受け取った場合は、現在時刻に該当するタイムスロットに設定された送信可能時間の残り時間が、第２の通信方式で送信した場合に通信データＡ１のデータ量を送信するときに必要な伝送時間よりも長いときは、送信経路指示部１０６に第２の通信方式で送信することを許可する。

送信経路指示部１０６は、送信可能時間管理部１０８から、第２の通信方式で送信することの許可を受けた場合は、送信制御部１０３に第２の通信部１０２で通信データＡ１の送信をすることを指示する。

送信制御部１０３は、送信経路指示部１０６から、送信制御部１０３に第２の通信部１０２で通信データＡ１の送信をすることを指示されれば、第２の通信部１０２に通信データＡ１の送信の実行を指示する。

送信制御部１０３は、送信経路指示部１０６から、送信制御部１０３に第２の通信部１０２で通信データＡ１の送信の実行を指示されることなく第１の通信経路２１での通信状況が送信することができる状況になった場合は、第１の通信部１０１に通信データＡ１の送信の実行を指示する。

第１の通信部１０１は、送信経路指示部１０６の指示に従い、通信データＡ１の送信をする。第２の通信部１０２は、第２の通信部１０２が送信した時間を、現在時刻に該当するタイムスロットの送信可能時間の残り時間から減算して管理する。
図９は、この発明の実施の形態１に係る受信装置３０の構成を概略的に示すブロック図である。図９に示されるように、受信装置３０の受信制御部３０３は、既受信データ情報格納部３０５と、通信データ出力判定部３０６とを有する。既受信データ情報格納部３０５は、第３の通信部３０１及び第４の通信部３０２で受信した通信データの識別情報を格納する。通信データ出力判定部３０６は、第３の通信部３０１と第４の通信部３０２でそれぞれ受信した通信データが、この通信データの識別情報と同じ識別情報を持つ通信データが既に受信され、既受信データ情報格納部３０５に登録済みであるかどうかを確認する。通信データ出力判定部３０６は、もしも、この通信データと同じ識別情報を持つ通信データが既に受信されていると判定された場合には、この通信データを受信データ入力部３０４に供給せず、また、もしも、この通信データと同じ識別情報を持つ通信データが受信されてないと判定された場合には、この通信データを受信データ入力部３０４に供給する。
既受信データ情報格納部３０５は、第３の通信部３０１及び第４の通信部３０２で受信した通信データの識別情報を登録しておくが、この識別情報とは、それぞれの通信データの同一性を識別可能な情報であればよく、特定の情報に限定されない。例えば、通信データのシーケンス番号のようなものでよく、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットであればヘッダ部に４バイトのシーケンス番号があるので、このシーケンス番号を識別情報として登録しておいてもよい。ただし、一般にシーケンス番号は、通信データごとに１ずつ増加され、そのシーケンス番号のデータ長の範囲内で表現される最大値に到達すると０にリセットされてループする。従って、シーケンス番号がループする場合には、同じ数値が繰返し使用されるため、既受信データ情報格納部３０５は、ループして同じシーケンス番号が使用される前に、古い識別情報を消去する必要がある。古い識別情報を消去する方法としては、例えば、既受信データ情報格納部３０５の識別情報の登録部をＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ‐Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ‐Ｏｕｔ）メモリで構成し、ＦＩＦＯメモリの深さを、シーケンス番号の最大値以下にすることでも実現することができる。もしくは、既受信データ情報格納部３０５に登録された識別情報を、シーケンス番号がループする周期より短い一定時間で消去することでも実現することができる。
図１０は、図９の受信装置３０における通信データ出力判定部３０６が、第３の通信部３０１と第４の通信部３０２でそれぞれ受信した通信データを、受信データ入力部３０４に供給するかどうかを判定する処理を示すフローチャートである。この処理は、第３の通信部３０１もしくは第４の通信部３０２で通信データを受信すると開始される。次に、ステップＳ１０１にて、通信データ出力判定部３０６は、受信した通信データから識別情報を抽出する（ステップＳ１０１）。通信データ出力判定部３０６は、抽出された通信データの識別情報が、既受信データ情報格納部３０５に既に登録されているか既受信データ情報格納部３０５に問合せを行い（ステップＳ１０２）、登録されているか否かの判定を行う（ステップＳ１０３）。通信データ出力判定部３０６は、ステップＳ１０３の判定の結果、識別情報が登録されてなく、抽出された通信データと同じ識別情報を持つ通信データが受信されていないと判定された場合には、抽出された通信データを受信データ入力部３０４に出力する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０３の判定の結果、識別情報が登録されており、抽出された通信データと同じ識別情報を持つ通信データが既に受信されていると判定された場合には、通信データ出力判定部３０６は、抽出された通信データを破棄する（ステップＳ１０５）。

以上に説明したように、実施の形態１に係る送信装置１０、受信装置３０、車内通信システム１、及び車内通信方法においては、第１の通信部１０１における伝送遅延時間が判断基準時間を超えることが検知されないときには、第１の通信部１０１が、送信対象の通信データを送信する。また、第１の通信部１０１における伝送遅延時間が判断基準時間を超えることが検知されたときであっても、第２の通信部１０２による通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が、予め決められた送信制限管理期間内における第２の通信部１０２を使用するデータ送信の合計時間として決定された上限値を超える場合には、第１の通信部１０１が、送信対象の通信データを送信する。しかし、第１の通信部１０１における伝送遅延時間が判断基準時間を超えることが検知されたときであって、且つ、第２の通信部１０２による通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が、予め決められた送信制限管理期間内における第２の通信部１０２を使用するデータ送信の合計時間として決定された上限値を超えない場合には、第２の通信部１０２が、送信対象の通信データの送信を行う。このため、実施の形態１に係る送信装置１０、受信装置３０、車内通信システム１、及び車内通信方法によれば、予め定められた送信制限管理期間ごとに予め定められた送信制限時間以内に限り通信が許可される第２の通信経路を有効に利用することができる。
また、実施の形態１に係る送信装置１０、受信装置３０、車内通信システム１、及び車内通信方法によれば、第２の通信部１０２による通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が、予め決められた送信制限管理期間内における第２の通信部１０２を使用するデータ送信の合計時間として決定された上限値を超えるかどうかの判断を、タイムスロットごとに行うことができる。したがって、送信制限管理期間内において、第２の通信部１０２を用いることを許容する送信可能時間をタイムスロットごとに割り当て、第２の通信部１０２を用いる要求に対して現在時刻に該当するタイムスロットの送信可能時間の残り時間から第２の通信部１０２を用いるか否かを判断することができる。また、第２の通信部１０２を用いることを許容する送信可能時間をタイムスロット単位で管理することができる。これらにより、実施の形態１に係る送信装置１０、受信装置３０、車内通信システム１、及び車内通信方法によれば、複数の通信経路のうちの幾つかが、予め定められた時間内に予め定められた時間しか通信することが許可されない通信経路（第２の通信方式）を用いた車内通信システムであっても、第２の通信方式を有効に利用することができるという効果を奏する。

実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２に係る送信装置１１の構成を概略的に示すブロック図である。図１１において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号を付す。図１１に示される送信装置１１は、将来送信要求推定時間算出部１１０を備える点、及び、送信可能時間割当部１０７が将来送信要求推定時間算出部１１０の算出値を参照して送信可能時間を割り当てる点において、図２に示される送信装置１０（実施の形態１）と相違する。他の点については、図１１に示される送信装置１１は、図２に示される送信装置１０（実施の形態１）と同じ構成を持つ。送信装置１１は、図１に示される車内通信システム１において、送信装置１０（実施の形態１）の代わりに使用することができる。この場合には、送信装置１１と受信装置３０とは、実施の形態２に係る車内通信システムを構成する。

図１１に示されるように、将来送信要求推定時間算出部１１０は、現在位置取得部１１１と、将来位置推定部１１２と、時刻位置別送信量推定部１１３とを備える。図１１では、現在位置取得部１１１は、送信装置１１の一部として示されているが、現在位置取得部１１１は、送信装置１１と通信可能な構成であれば、送信装置１１に含まれない別装置（例えば、列車の運行管理システム内）に備えられてもよい。この場合には、送信装置１１と受信装置３０と現在位置取得部１１１とが、車内通信システムを構成する。

現在位置取得部１１１は、送信装置１１の現在位置（すなわち、現在時刻における送信装置１１の存在位置）を取得する。現在位置取得部１１１は、この現在位置を、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により取得することができる。ただし、現在位置取得部１１１は、現在位置を、ＧＰＳ以外の他の方法によって取得してもよい。例えば、送信装置１１を備える車内通信システム１が列車やバスなどの移動体に搭載されている場合は、現在位置取得部１１１は、その列車やバスなどの移動体のシステムが取得した現在位置情報を、送信装置１１の現在位置として取得しても良い。移動体が列車である場合には、移動体の運行管理システムは現在位置情報を保持又は取得することが多いので、現在位置取得部１１１は、列車内の運行管理システムから、現在位置情報を取得可能である。

将来位置推定部１１２は、送信装置１１の将来の時刻（すなわち、現在時刻よりも時間的に後の時刻）での存在位置である将来位置（「将来推定位置」とも言う）を推定する。将来位置推定部１１２が、送信装置１１の将来の時刻での存在位置を推定する方法は、特に限定するものではない。将来位置推定部１１２は、例えば、時刻（すなわち、将来の時刻）と、その時刻での送信装置１１の存在位置とを示す情報を将来推定位置参照テーブルとして記憶部に保持し、この将来推定位置参照テーブルを参照することで、送信装置１１の将来の時刻での存在位置を推定してもよい。なお、将来推定位置参照テーブルを記憶する記憶部は、将来位置推定部１１２に内蔵された内部メモリ、又は、将来位置推定部１１２に通信可能に接続された外部メモリのいずれであってもよい。

図１２は、実施の形態２に係る送信装置１１の将来位置推定部１１２が保持する将来推定位置参照テーブルの一例を示す図である。図１２に示されるように、将来推定位置参照テーブルは、車内通信システム１を搭載する移動体の各位置（例えば、地点０１，０２，…）における到着時刻と発車時刻とを示す。車内通信システム１を搭載する移動体が列車である場合は、将来推定位置参照テーブルは、列車の運行表のようなものである。将来位置推定部１１２は、このような将来推定位置参照テーブルの情報を利用可能であるので、将来推定位置参照テーブルの情報を参照することで、将来の時刻における送信装置１１の存在位置が、将来推定位置参照テーブルにおけるいずれの地点であるか又はいずれの区間（２つの地点間の区間）内であるか、を推定することができる。

また、将来位置推定部１１２は、送信装置１１の現在の存在位置と現在時刻とを用いることによって、送信装置１１の将来の時刻での存在位置を推定可能にするような将来推定位置参照テーブルを保持してもよい。この場合には、将来位置推定部１１２は、現在位置取得部１１１から得られる送信装置１１の現在の存在位置と現在時刻とに基づき、将来推定位置参照テーブルを参照することで、送信装置１１の将来の時刻での存在位置を推定する。この場合の推定方法を、以下に、図１３を用いて説明する。

図１３は、実施の形態２に係る送信装置１１の将来位置推定部１１２が保持する将来推定位置参照テーブルに基づく、現在時刻からの経過時間と送信装置１１の存在位置との関係の一例を示す図である。図１３においては、図１２の地点０１を出発した時刻を現在時刻及び現在地点（すなわち、現在の存在位置）としている。また、地点０１から地点０２までの区間を区間Ａ、地点０２を区間Ｂ、地点０２から地点０３までの区間を区間Ｃ、地点０３を区間Ｄ、地点０３から地点０４までの区間を区間Ｄ、地点０４を区間Ｅ、と表現している。
図１３の例では、送信装置１１が搭載された移動体は、
現在時刻の時点から２０分経過後の時点までの２０分間の期間においては、時速６０ｋｍで、現在位置（地点０１）から、現在位置を基準として２０ｋｍの地点（地点０２）まで移動し、
現在時刻から２０分経過後の時点から２３分経過後の時点までの３分間の期間においては、現在位置を基準として２０ｋｍの地点（地点０２）において移動せず停車し、
現在時刻から２３分経過後の時点から４３分経過後の時点までの２０分間の期間においては、時速６０ｋｍで、現在位置を基準として２０ｋｍの地点（地点０２）から、現在位置を基準として４０ｋｍの地点（地点０３）まで移動し、
現在時刻から４３分経過後の時点から４６分経過後の時点までの３分間の期間においては、現在位置を基準として４０ｋｍの地点（地点０３）において移動せず停車し、
現在時刻から４６分経過後の時点から６０分経過後の時点までの１４分間の期間においては、時速６０ｋｍで、現在位置を基準として４０ｋｍの地点（地点０３）から現在位置を基準として５４ｋｍの地点（地点０４）まで移動する。
送信装置１１の存在位置は、通常２次元情報、もしくは３次元情報で表現されるが、送信装置１１が列車に搭載されている場合は、送信装置１１の存在位置は、ある地点からの距離で表現する１次元情報で表すこともできる。なお、送信装置１１の存在位置を、２次元情報又は３次元情報で表現してもよい。

送信装置１１は、図１３のような情報を持つことにより、送信装置１１の現在の存在位置と現在時刻とから、送信装置１１の将来の時刻での存在位置を推定することができる。

時刻位置別送信量推定部１１３は、将来位置推定部１１２から得られる将来位置情報から、現在時刻の時点から１時間後の時点までの期間において、送信装置１１が受信装置３０に送信する通信データのうちの、第２の通信部１０２で送信するように要求されると推定される全ての通信データを送信するために、第２の通信部１０２を使用する時間の合計値である将来送信要求推定時間を推定する。

将来送信要求推定時間を推定する方法は、特に限定するものではない。時刻位置別送信量推定部１１３は、例えば、送信装置１１が、送信装置１１を搭載した移動体の運行が計画されている運行経路のうちの、ある地点、又は２つの地点間の区間における将来送信要求推定時間を示す将来送信要求推定時間参照テーブルを予め保持し、その将来送信要求推定時間参照テーブルを参照することで、その地点又は２つの地点間の区間での将来送信要求推定時間を推定するように構成されてもよい。

図１４は、実施の形態２に係る送信装置１１の時刻位置別送信量推定部１１３が保持する将来送信要求推定時間参照テーブルの一例を示す図である。図１４には、図１３の現在時刻からの経過時間と送信装置１１の存在位置の関係の情報に基づいた将来送信要求推定時間参照テーブルの一例を示す。なお、将来送信要求推定時間参照テーブルを記憶する記憶部は、時刻位置別送信量推定部１１３に内蔵された内部メモリ、又は、時刻位置別送信量推定部１１３に通信可能に接続された外部メモリのいずれであってもよい。
図１４に示されるように、将来送信要求推定時間参照テーブルは、
送信装置１１の存在位置（例えば、地点（区間Ｂ及び区間Ｄ）及び２つの地点間の区間（区間Ａ、区間Ｃ、区間Ｅ））、
送信装置１１の現在位置からの距離（単位：ｋｍ）、
送信装置１１が受信装置３０に送信する通信データの推定量（総推定量）Ｐ０（単位：Ｋｂｉｔ）、
送信装置１１が受信装置３０に送信する通信データの推定量Ｐ０のうちの、第２の通信部１０２で送信するように要求される通信データの推定量の比率Ｑ（％）、
送信装置１１が受信装置３０に送信する通信データの推定量Ｐ０のうちの、第２の通信部１０２で送信するように要求される通信データの推定量Ｐ１（単位：Ｋｂｉｔ）、
送信装置１１が受信装置３０に送信する通信データのうちの、第２の通信部１０２で送信するように要求される通信データのビットレートＲ（単位：ｂｐｓ）、及び
将来送信要求推定時間（各タイムスロットに割当てが必要な送信可能時間）Ｔ（単位：秒）を示す。

図１４は、例えば、午前８時頃、つまり車内通信システム１が搭載された車両の乗客数が多い時間帯の例を示す。なお、実施の形態２では説明の便宜上、１Ｋｂｉｔ（＝１０２４ｂｉｔ）を１０００ｂｉｔとして換算している。図１４において、区間Ａにおける送信装置１１から送信される通信データの推定量Ｐ０は、１２００Ｋｂｉｔである。ここで、区間Ａでの第２の通信部１０２で送信するように要求されると推定される通信データの比率Ｑを１０％とする。従って、区間Ａにおいて第２の通信部１０２で送信するように要求されると推定される通信データの推定量Ｐ１は、区間Ａで送信装置１１から送信される通信データの推定量Ｐ０である１２００Ｋｂｉｔのうちの１０％の１２０Ｋｂｉｔとなる。区間Ａで送信装置１１から送信される通信データのうちの残りの９０％の１０８０Ｋｂｉｔの通信データは、第１の通信部１０１での伝送遅延時間が判断基準時間を超えず、第１の通信部１０１だけで送信できると推定されている。区間Ａは２０分間（＝１２００秒）なので、第２の通信部１０２で送信する通信データの平均ビットレートは、
１２０Ｋ［ｂｉｔ］／１２００［秒］＝１００ｂｐｓ
となる。ここで、第２の通信部１０２で通信するときの送信能力として平均通信速度を１０Ｋｂｐｓとすると、第２の通信部１０２における時間占有率（帯域占有率ともいう）は、
１００［ｂｐｓ］／１０Ｋ［ｂｐｓ］＝１％
となる。つまり、各タイムスロットの時間長が１分（＝６０秒）であれば、１％に当たる０．６秒分の送信可能時間を、各タイムスロットに割り当てれば良いことになる。

同様に、区間Ｂで送信装置１１から送信される通信データの推定量（総推定量）Ｐ０は１８００Ｋｂｉｔとする。ここで、区間Ｂでの第２の通信部１０２で送信するように要求されると推定される通信データの比率Ｑは、例えば、５０％に設定される。従って、区間Ｂにおいて第２の通信部１０２で送信するように要求されると推定される通信データの推定量Ｐ１は、総推定量Ｐ０である１８００Ｋｂｉｔのうちの５０％の推定量である９００Ｋｂｉｔとなる。総推定量Ｐ０のうちの残りの５０％の９００Ｋｂｉｔの通信データは、第１の通信部１０１での伝送遅延時間が判断基準時間を超えず、第１の通信部１０１だけで送信することができると推定されている。区間Ｂにおいては、区間Ａの場合よりも、第２の通信部１０２で送信するように要求されると推定される通信データの比率Ｑが高くなっている理由は、区間ごとに通信環境（例えば、無線電波の干渉及び輻輳の程度）が異なり、通信環境に応じて比率Ｑを調整することが必要だからである。より具体的に言えば、以下のとおりである。区間Ａは、車内通信システムが搭載された車両が走行している区間であるのに対し、区間Ｂは、車両が第１の駅に停車しており、また、駅では送信装置１１と受信装置３０以外の他の無線送信装置が多く存在し、このような他の無線送信装置が送信する無線電波との干渉や輻輳が激しくなると想定されることから、通信状態監視部１０５が監視している伝送遅延時間が長くなり、第２の通信部１０２での送信が要求される通信データが増加すると推定されるためである。
区間Ｂは３分間（＝１８０秒）なので、第２の通信部１０２で送信する通信データの平均ビットレートは
９００Ｋ［ｂｉｔ］／１８０［秒］＝５Ｋｂｐｓ
となる。ここで、第２の通信部１０２で通信するときの送信能力として平均通信速度を１０Ｋｂｐｓとすると、帯域占有率は
５Ｋ［ｂｐｓ］／１０Ｋ［ｂｐｓ］＝５０％
となる。つまり、各タイムスロットの時間長が１分（＝６０秒）であれば、５０％に当たる３０秒分の送信可能時間を割り当てれば良いことになる。

区間Ｃと区間Ｅの各々においては、区間Ａと同様に、列車が走行中であり、区間Ｄにおいては、区間Ｂと同様に、列車が駅（第２の駅）に停車中である。区間Ｃと区間Ｅの各々において各タイムスロットに対して割り当てる送信可能時間は、区間Ａと同様であり、区間Ｄにおいて各タイムスロットに対して割り当てる送信可能時間は、区間Ｂと同様である。

図１５は、８時から９時までの１時間の期間に設定された６０個のタイムスロットの各々に、図１３で示した送信可能時間を割り当てた例を示す図である。送信装置１１が区間Ａに存在する８時００分に開始されるタイムスロットナンバー１のタイムスロットには、送信可能時間として０．６秒が割り当てられ、送信装置１１が区間Ｂに存在する８時２０分に開始されるタイムスロットナンバー２１のタイムスロットには、送信可能時間として３０秒が割り当てられる。

図１６は、実施の形態２に係る送信装置１１の時刻位置別送信量推定部１１３が保持する将来送信要求推定時間参照テーブルの他の例を示す図である。図１６は、午前１１時頃、つまり乗客が比較的少ない時間帯の将来送信要求推定時間参照テーブルの例を示す。図１６における区間Ａから区間Ｅの５つの区間は、図１４に示されるものと同じである。図１６において、区間Ａで送信装置１１から送信される通信データの総推定量Ｐ０は、１２００Ｋｂｉｔであり、図１４に示した午前８時頃の場合と同じであるが、そのうち第２の通信部１０２で送信するように要求されると推定される通信データの推定量Ｐ１は、１％の１２Ｋｂｉｔであり、午前８時頃の場合と比較すると、１０分の１となる。これは、午前８時頃の場合に比べて、午前１１時頃には、車内通信システムが搭載された車両の乗客が少ないため、送信装置１１と受信装置３０以外の他の無線送信装置も少なく、このような他の無線送信装置が送信する無線電波との干渉や輻輳も少なくなると想定されることから、通信状態監視部１０５が監視している伝送遅延時間が短くなると推定されるためである。
図１６において、区間Ａは２０分間（＝１２００秒）なので、平均ビットレートは、
１２Ｋ［ｂｉｔ］／１２００［秒］＝１０ｂｐｓ
となり、第２の通信部１０２で通信するときの送信能力として平均通信速度を１０Ｋｂｐｓとすると帯域占有率は、
１０［ｂｐｓ］／１０Ｋ［ｂｐｓ］＝０．１％
となる。各タイムスロットの時間長が１分（＝６０秒）であるとすると、各タイムスロットには、１分（＝６０秒）の０．１％に当たる０．０６秒の送信可能時間を割り当てれば良いことになる。

同様に、区間Ｂでは送信装置１１から送信される通信データの総推定量Ｐ０は１８００Ｋｂｉｔであり、区間Ｂでの第２の通信部１０２で送信するように要求されると推定される通信データの比率Ｑを５％とする。従って、区間Ｂにおいて第２の通信部１０２で送信するように要求されると推定される通信データの推定量Ｐ１は、総推定量Ｐ０である１８００Ｋｂｉｔのうちの５％である９０Ｋｂｉｔとなる。
区間Ｂは３分間（＝１８０秒）なので、平均ビットレートは、
９０Ｋ［ｂｉｔ］／１８０［秒］＝０．５Ｋｂｐｓ
となり、第２の通信部１０２で通信するときの送信能力として平均通信速度を１０Ｋｂｐｓとすると、帯域占有率は、
０．５Ｋ［ｂｐｓ］／１０Ｋ［ｂｐｓ］＝５％
となる。各タイムスロットの時間長が１分（＝６０秒）とすると、各タイムスロットには１分（＝６０秒）の５％に当たる３秒分の送信可能時間を割り当てれば良いことになる。

図１６においても、区間Ｃと区間Ｅの各々においては、区間Ａと同様に、列車が走行中であり、区間Ｄにおいては、区間Ｂと同様に、列車が駅（第２の駅）に停車中である。区間Ｃと区間Ｅの各々において各タイムスロットに対して割り当てる送信可能時間は、区間Ａと同様であり、区間Ｄにおいて各タイムスロットに対して割り当てる送信可能時間は、区間Ｂと同様である。

実施の形態２においては、図１４（混雑時間帯）及び図１６（閑散時間帯）ように、時間帯に応じて将来送信要求推定を設定してタイムスロットの割り当てを行なうことで、第２の通信方式を有効に活用することができるので、受信装置３０における処理の実行期限までに、送信装置１１から通信データの送信を完了することができないことを知らせる警告（警告音、警告表示など）の発生頻度を抑制することができる。

また、車両への実際の乗客の乗り込み量（乗客数）情報を取得することができる場合は、その情報に応じて、将来送信要求推定を設定してタイムスロットの割り当てを行なうことで、より最適なタイムスロットの割り当てを行なうことが可能になる。例えば、乗客数が多い場合には、図１４に示した混雑時と同様の制御を行い、乗客数が少ない場合には、図１６に示した閑散時間帯と同様の制御を行うことで、第２の通信方式を適切及び有効に利用することができる。

１ 車内通信システム、 １０，１１ 送信装置、 ２１ 第１の通信経路、 ２２ 第２の通信経路、 ３０ 受信装置、 １０１ 第１の通信部、 １０２ 第２の通信部、 １０３ 送信制御部、 １０４ 送信データ出力部、 １０５ 通信状態監視部、 １０６ 送信経路指示部、 １０７ 送信可能時間割当部、 １０８ 送信可能時間管理部、 １０９ 判断基準時間調整部、 １１０ 将来送信要求推定時間算出部、 １１１ 現在位置取得部、 １１２ 将来位置推定部、 １１３ 時刻位置別送信量推定部、 １２０ スケジューリング部、 １３０ 送信指示部、 ３０１ 第３の通信部、 ３０２ 第４の通信部、 ３０３ 受信制御部、 ３０４ 受信データ入力部。

Claims (14)

1. 第１の通信方式で通信データを送信する第１の通信部と、
   予め定められた送信制限管理期間内において予め定められた送信制限時間以内に限り通信データの送信が許可されるという規定を持ち、前記第１の通信方式と異なる通信方式である第２の通信方式で、通信データを送信する第２の通信部と、
   前記送信制限管理期間内における前記第２の通信部を使用する通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が前記送信制限時間を超えないように、前記送信制限管理期間内における前記第２の通信部による通信データの送信が許可される時間の上限値を決定するスケジューリング部と、
   前記第１の通信部による通信データの送信を開始するまでに要する時間である伝送遅延時間が、予め定められた判断基準時間を超えるか否かを監視する通信状態監視部と、
   前記通信状態監視部によって前記伝送遅延時間が前記判断基準時間を超えることが検知されたときに、前記第２の通信部による通信データの送信にかかる前記送信時間の合計時間が前記上限値を超えない場合には、前記第２の通信部に、送信対象の通信データの送信を指示する送信指示部と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 前記スケジューリング部は、前記送信制限管理期間を複数のタイムスロットに分割し、前記第２の通信部を用いることを許容する送信可能時間を前記複数のタイムスロットの各々に割り当てる送信可能時間割当部を有し、
   前記送信指示部は、
   前記送信可能時間割当部によって割り当てられた前記送信可能時間を記憶し、前記通信状態監視部によって前記伝送遅延時間が前記判断基準時間を超えることが検知されたときに、現在時刻に該当する前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間に基づいて前記第２の通信部を用いるか否かを判定し、さらに前記第２の通信部を用いて前記通信データが送信された場合に、現在時刻に該当する前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間から、前記第２の通信部で前記通信データを送信するのに使用した時間を減算する計算によって得られた値を、前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間の残り時間として記憶する送信可能時間管理部と、
   前記送信可能時間管理部が前記第２の通信部を使用すると判定した場合は、前記第２の通信部に、前記送信対象の通信データの送信を指示する送信制御部と、を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 前記伝送遅延時間は、前記第１の通信部に通信データの送信の指示を送ってから前記第１の通信部がキャリアセンスを行なって送信可能と判断して通信データの送信を開始するまでの時間、又は、前記第１の通信部に通信データの送信の指示を送ってから前記第１の通信部が受信装置からの応答を受けるまでの時間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の送信装置。
4. 前記送信可能時間管理部は、
   前記通信状態監視部によって前記伝送遅延時間が前記判断基準時間を超過したことが検知されたときに、
   現在時刻に該当する前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間から、当該タイムスロットの期間内において既に前記第２の通信部を用いた送信の時間を差し引くことによって得られた残り時間で、前記第２の通信部が前記通信データの送信を完了することができると判断した場合に、前記第２の通信部を用いると判定し、
   前記残り時間で、前記第２の通信部が前記通信データの送信を完了することができないと判断した場合に、前記第２の通信部を用いないと判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
5. 前記送信装置が現在時刻以降に到達する複数の地点のうちの、いずれかの地点又はいずれかの２つの地点間の区間における通信データの送信に、前記第２の通信部を用いることを要求する時間を示す将来送信要求推定時間を予測する将来送信要求推定時間算出部をさらに備え、
   前記送信可能時間割当部は、前記将来送信要求推定時間算出部の予測の結果に基づいて、前記送信可能時間を前記複数のタイムスロットの各々に割り当てる
   ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
6. 前記将来送信要求推定時間算出部は、前記送信装置が現在時刻以降に到達する前記複数の地点のうちの、いずれかの前記地点又はいずれかの２つの前記地点間の区間における通信環境に応じて、前記将来送信要求推定時間を予測することを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
7. 前記将来送信要求推定時間算出部は、さらに前記通信環境を前記送信装置が到達する時間帯に応じて、前記将来送信要求推定時間を予測することを特徴とする請求項６に記載の送信装置。
8. 前記送信可能時間割当部は、
   現在時刻に該当する前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間から、当該タイムスロットの期間内において既に前記第２の通信部を用いた送信の時間を差し引くことによって得られた残り時間が、予め決められた基準時間より短くなった場合、当該タイムスロットの期間内における前記送信可能時間に付加時間を追加して新たな送信可能時間とし、それぞれの前記タイムスロットごとに割り当てられた前記新たな送信可能時間の総計が、前記送信制限時間以内に収まるように再調整する
   ことを特徴とする請求項２及び５から７のいずれか１項に記載の送信装置。
9. 前記送信可能時間割当部は、
   前記タイムスロットの期間ごとに割り当てられた前記送信可能時間の総計が、前記送信制限時間よりも短くなるように割り当て、
   前記送信制限時間から前記送信可能時間の総計を引いて得られる時間を余剰時間として記憶し、
   現在時刻に該当する前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間から、当該タイムスロットの期間において既に前記第２の通信部を用いた送信の時間を差し引くことによって得られた残り時間が、予め定められた基準時間より短くなった場合、当該タイムスロットの期間内における前記送信可能時間に前記余剰時間の範囲内の付加時間を追加して新たな送信可能時間とする
   ことを特徴とする請求項２及び５から７のいずれか１に記載の送信装置。
10. 請求項１の送信装置の第１の通信部から送信された第１の通信データを受信する第３の通信部と、
    請求項１の送信装置の第２の通信部から送信された第２の通信データを受信する第４の通信部と、
    前記第３の通信部と、前記第４の通信部とから、同一の内容の通信データを受信した場合、いずれかの通信データを出力する受信制御部とを
    備えることを特徴とする受信装置。
11. 前記受信制御部は、
    前記第３の通信部で受信した前記第１の通信データが、既に受信した通信データと同一の内容であるかどうかを判定し、
    前記第４の通信部で受信した前記第２の通信データが、既に受信した通信データと同一の内容であるかどうかを判定し、
    前記第３の通信部で受信した前記第１の通信データと前記第４の通信部で受信した前記第２の通信データのいずれかと同一の内容の通信データも受信済みではない場合には、前記第３の通信部又は前記第４の通信部で受信した該通信データを出力する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
12. 請求項１から９のいずれか１項に記載の送信装置と、
    請求項１０又は１１に記載の受信装置と、
    現在位置の情報を取得し前記現在位置の情報を前記送信装置へ供給する現在位置取得部と
    を備えることを特徴とする車内通信システム。
13. 送信装置と受信装置との間で、第１の通信方式と、予め定められた送信制限管理期間内において予め定められた送信制限時間以内に限り通信データの送信が許可されるという規定を持ち、前記第１の通信方式と異なる通信方式である第２の通信方式とで、通信を行う車内通信システムの通信方法であって、
    前記送信装置が行う処理は、
    前記第１の通信方式で通信データを送信するステップと、
    前記送信制限管理期間内における前記第２の通信方式を使用する通信データの送信にかかる送信時間の合計時間が前記送信制限時間を超えないように、前記送信制限管理期間内における前記第２の通信方式による通信データの送信が許可される時間の上限値を決定するステップと、
    前記第１の通信方式による通信データの送信を開始するまでに要する時間である伝送遅延時間が、予め定められた判断基準時間を超えるか否かを監視するステップと、
    前記伝送遅延時間が前記判断基準時間を超えることが検知されたときに、前記第２の通信方式による通信データの送信にかかる前記送信時間の合計時間が前記上限値を超えない場合には、前記第２の通信方式による前記通信データの送信を指示するステップと、
    を含み、
    前記受信装置が行う処理は、
    前記第１の通信方式によって受信された通信データと前記第２の通信方式によって受信された通信データとが、同一の内容の通信データである場合、受信された前記通信データの一方の通信データを出力するステップを含む、
    ことを特徴とする車内通信方法。
14. 送信装置と受信装置との間で、第１の通信方式と、予め定められた送信制限管理期間内において予め定められた送信制限時間以内に限り通信データの送信が許可されるという規定を持ち、前記第１の通信方式と異なる通信方式である第２の通信方式とで、通信を行う車内通信システムの通信方法であって、
    前記送信装置が行う処理は、
    前記第１の通信方式で通信データを送信するステップと、
    前記送信制限管理期間を複数のタイムスロットに分割し、前記第２の通信方式で通信データ送信することを許容する送信可能時間を前記複数のタイムスロットの各々に割り当てるステップと、
    前記第１の通信方式による通信データの送信を開始するまでに要する時間である伝送遅延時間が、予め定められた判断基準時間を超えるか否かを監視するステップと、
    現在時刻に該当する前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間に基づいて前記第２の通信方式による通信データの送信をするか否かを判定し、さらに前記第２の通信方式を用いて前記通信データが送信された場合に、前記現在時刻に該当する前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間から、第２の通信方式で前記通信データを送信するのに使用した時間を減算する計算によって得られた値を、前記タイムスロットに割り当てられた前記送信可能時間の残り時間として記憶するステップと、を含み、
    前記受信装置が行う処理は、
    前記第１の通信方式によって受信された通信データと前記第２の通信方式によって受信された通信データとが、同一の内容の通信データである場合、受信された前記通信データの一方の通信データを出力するステップを含む、
    ことを特徴とする車内通信方法。

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