JP7268138B2 - 通信装置、ユーザ端末、通信システム及びその制御方法並びにプログラム - Google Patents

通信装置、ユーザ端末、通信システム及びその制御方法並びにプログラム Download PDF

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Description

本発明は、通信装置、ユーザ端末、通信システム及びその制御方法並びにプログラムに関する。
車両を遠隔地に存在するオペレータが操作して移動させる遠隔運転技術が知られている。遠隔運転では、遠隔運転を実行するオペレータが操作するオペレータ装置と、車両に搭載されているユーザ端末との間の通信遅延が十分に抑制されることが、要求される要素の1つとして挙げられる(特許文献1参照)。
特開2017-216663号公報
通信品質が低いと遠隔運転を実行できない場合がある。そこで、車両の進行方向における通信品質を事前に取得し、通信品質が低くなる前に遠隔運転を終了することが考えられる。通信品質は、ユーザ端末の種類によって異なりうる。本発明は、ユーザ端末の種類に応じた通信品質を取得するための技術を提供することを目的とする。
上記課題に鑑みて、通信装置及びユーザ端末を備える通信システムであって、前記通信装置は、特定の種類のユーザ端末を識別する情報と、前記特定の種類のユーザ端末に対して通信品質の応答を要求する命令を送信し、前記ユーザ端末は、前記情報に基づいて自身の種類が前記特定の種類であるかどうかを判定し、自身の種類が前記特定の種類である場合に、前記命令に応答して、通信品質を送信し、前記特定の種類のユーザ端末は、特定の地理的位置に固定された状態で使用されるユーザ端末を含む、通信システムが提供される。
上記手段により、ユーザ端末の種類に応じた通信品質を取得できるようになる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
実施形態に係る通信システムの構成例を説明するブロック図。 実施形態に係るユーザ端末の構成例を説明するブロック図。 実施形態に係る無線基地局の構成例を説明するブロック図。 実施形態に係る通信システムの動作例を説明するシーケンス図。 実施形態に係る通信システムの動作例を説明するシーケンス図。 実施形態に係る通信品質の管理対象の道路を説明する模式図。 実施形態に係る遠隔運転装置の制御方法例を説明するフロー図。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。
図1を参照して、一部の実施形態に係る通信システムの構成例について説明する。通信システムは、3G、4G及び5Gなどのどのような通信規格に準拠していてもよい。通信システムは、複数のユーザ端末(UE:User Equipment)と、無線基地局130と、コアネットワーク140と、遠隔運転装置150と、を含む。ユーザ端末は、コアネットワーク140から通信サービスの提供を受ける通信装置であり、端末装置や単に端末とも呼ばれうる。ユーザ端末は、車両や、携帯電話、道路管理カメラのような様々な種類の通信装置でありうる。以下では、ユーザ端末として、車両110(具体的には、車両に組み込まれた通信装置や、車両に持ち込まれた通信装置)及び管理カメラ120を扱う。車両110は、移動体、すなわち地理的位置が固定されない状態で通信を行うユーザ端末の一例である。管理カメラ120は、道路沿いに設置され、交通状況を取得するためのカメラであり、道路管理カメラとも呼ばれる。管理カメラ120は、地理的位置が固定された状態で通信を行うユーザ端末の一例である。このようなユーザ端末を以下では固定式ユーザ端末と呼ぶ。
無線基地局130は、ユーザ端末との無線接続を提供するための通信装置である。無線基地局130は、4GネットワークにおいてeNodeBと呼ばれ、5GネットワークにおいてgNodeBと呼ばれうる。無線基地局130は、コアネットワーク140に接続されている。車両110及び管理カメラ120は、無線基地局130及びコアネットワーク140を通じてインターネットと通信できる。
遠隔運転装置150は、遠隔運転機能を有する車両に対して遠隔運転サービスを提供するための装置である。遠隔運転装置200は、サービス提供対象の車両から遠隔に位置する。例えば、遠隔運転装置150は、車両110に遠隔運転サービスを提供する。
図2を参照して、ユーザ端末200の構成例について説明する。ユーザ端末200は、プロセッサ201と、メモリ202と、入力部203と、出力部204と、通信部205とを備える。ユーザ端末200は、種類に応じてその他の要素を備えうる。ユーザ端末200が車両110である場合に、ユーザ端末200は、車両110の状態や、運転者の状態や、車両110の周辺情報を取得するための1つ以上のセンサや、車両110の操舵と加減速との少なくとも一方を自動制御する走行制御部(自動運転用のECU)を更に備えてもよい。ユーザ端末200が管理カメラ120である場合に、ユーザ端末200は、道路の状況を撮影するためのイメージセンサなどを更に備えてもよい。
プロセッサ201は、ユーザ端末200全体の動作を制御する。プロセッサ201は、例えばCPUとして機能する。メモリ202は、ユーザ端末200の動作に用いられるプログラムや一時データなどを記憶する。メモリ202は、例えばROMやRAMなどにより実現される。さらに、メモリ202は、ハードディスクドライブのような二次ストレージを備えてもよい。入力部203は、ユーザ端末200のユーザがユーザ端末200への入力を行うために用いられる。出力部204は、ユーザ端末200からユーザへ情報を出力するために用いられ、例えば表示装置(ディスプレイ)や音響装置(スピーカー)で実現される。通信部205は、ユーザ端末200が無線基地局130や他のユーザ端末などの他の装置と通信する機能を提供し、例えばアンテナやベースバンド・プロセッサなどで実現される。
遠隔運転装置150も、ユーザ端末200と同様の構成を有してもよい。さらに、遠隔運転装置150は、遠隔運転装置150のオペレータが車両110の挙動を制御するための操作子(例えば、ステアリングホイール、アクセスペダル、ブレーキペダルなど)を含んでもよい。
図3を参照して、無線基地局130の構成例について説明する。無線基地局130は、プロセッサ121と、メモリ122と、入力部123と、出力部124と、通信部125とを備える。
プロセッサ121は、無線基地局130全体の動作を制御する。プロセッサ121は、例えばCPUとして機能する。メモリ122は、無線基地局130の動作に用いられるプログラムや一時データなどを記憶する。メモリ122は、例えばROMやRAMなどにより実現される。さらに、メモリ122は、ハードディスクドライブのような二次ストレージを備えてもよい。入力部123は、無線基地局130のユーザが無線基地局130への入力を行うために用いられる。出力部124は、無線基地局130からユーザへ情報を出力するために用いられ、例えば表示装置(ディスプレイ)や音響装置(スピーカー)で実現される。通信部125は、無線基地局130が車両110や管理カメラ120、コアネットワーク140内のエンティティなどの他の装置と通信する機能を提供し、例えばアンテナやベースバンド・プロセッサなどで実現される。
図4及び図5を参照して、一部の実施形態において無線基地局130が特定の種類のユーザ端末200の通信品質を取得する方法について説明する。図4及び図5に説明する方法の各工程は、例えば各装置(車両110、管理カメラ120及び無線基地局130など)のプロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって実施される。これに代えて、この方法の一部又は全部の工程が、ASIC(特定用途向け集積回路)のようなハードウェアで実現されてもよい。図4及び図5の方法は、無線基地局130がユーザ端末200の通信品質を取得するために定期的に実行されてもよいし、他の装置からの要求に応じて実行されてもよい。ユーザ端末200の通信品質は、通信遅延であってもよいし、通信可能なデータ容量であってもよい。
図4の方法において、無線基地局130は、特定の種類のユーザ端末200へ、通信品質の応答を要求する命令(以下、品質応答命令とよぶ)を個別に送信する。具体的に、ステップS401で、無線基地局130は、特定の種類のユーザ端末を特定する。特定の種類のユーザ端末とは、通信品質を測定する対象のユーザ端末のことである。例えば、特定の種類のユーザ端末は、特定の地理的位置にある端末(例えば、特定の交差点から半径50m以内にあるユーザ端末)であってもよい。これに加えて又はこれに代えて、特定の種類のユーザ端末は、固定式ユーザ端末(例えば、管理カメラ120)であってもよい。固定式ユーザ端末のリストが無線基地局130のメモリ132に事前に格納されていてもよい。無線基地局130のプロセッサ131は、メモリ132内のこのリストを参照することによって、特定の種類のユーザ端末を特定してもよい。無線基地局130は、セル内の各ユーザ端末に現在位置を問い合わせ、その応答に基づいて特定の地理的位置にある端末を特定してもよい。
ステップS402で、無線基地局130は、特定されたユーザ端末へ、品質応答命令を送信する。特定の種類のユーザ端末が、固定式ユーザ端末(例えば、管理カメラ120)であるとする。この場合に、無線基地局130は、管理カメラ120へ品質応答命令を送信し、車両110へは品質応答命令を送信しない。
ステップS403で、品質応答命令を受信したユーザ端末200(具体例では、管理カメラ120)は、品質応答命令に応答して、通信品質を無線基地局130へ送信する。無線基地局130は、このようにして取得した通信品質を、他の装置(例えば、遠隔運転装置150)からの要求に応じて提供してもよい。
ユーザ端末200は、ステップS403で通信装置を無線基地局130へ送信する代わりに又はこれに加えて、通信装置を他の装置へ送信してもよい。送信先の他の装置は、事前に設定されていてもよいし、品質応答命令によって指定されてもよい。ユーザ端末200は、品質応答命令を受けた後に新たに通信品質を測定し、送信してもよいし、直前に測定した通信品質を測定してもよい。
図5の方法において、無線基地局130は、特定の種類のユーザ端末200を識別する情報とともに、通信品質の応答を要求する命令をブロードキャストする。具体的に、ステップS501で、無線基地局130は、特定の種類のユーザ端末200を識別する情報とともに、セル内に含まれるすべてのユーザ端末200に向けて品質応答命令をブロードキャストする。
ステップS502で、各ユーザ端末200は、品質応答命令とともに受信した情報に基づいて、自身の種類が特定の種類であるかどうかを判定する。特定の種類のユーザ端末が、固定式ユーザ端末(例えば、管理カメラ120)であるとする。この場合に、管理カメラ120は、自身の種類が特定の種類であると判定し、車両110は、自身の種類が特定の種類でないと判定する。
ステップS503で、自身の種類が特定の種類であると判定したユーザ端末200(具体例では、管理カメラ120)は、品質応答命令に応答して、無線基地局130へ通信品質を送信する。自身の種類が特定の種類でないと判定したユーザ端末200(具体例では、車両110)は、品質応答命令に応答しない。
図4及び図5の方法のどちらであっても、無線基地局130は、特定の種類のユーザ端末200に対して、品質応答命令を送信する。そのため、無線基地局130は、特定の種類のユーザ端末200のみから通信品質を取得できる。
図4及び図5の方法では、無線基地局130が特定の種類のユーザ端末に対して品質応答命令を送信した。これに代えて、無線基地局130以外の通信装置が特定の種類のユーザ端末に対して品質応答命令を送信してもよい。品質応答命令を送信する通信装置は、MME(モビリティ管理エンティティ)のようなコアネットワーク140内の装置であってもよいし、所定のサービスを提供するためのサーバ装置(例えば、遠隔運転装置150)であってもよい。
図6を参照して、特定の種類のユーザ端末200の具体例について説明する。道路601は、この道路を移動する移動体(例えば、車両110)における所定の動作モード(例えば、自動運転モードや遠隔運転モード)の実行可否が対応付けられる道路である。以下、道路601を、車両110における遠隔運転モードの実行可否が対応付けられている道路であるとする。これに代えて、道路601は、自動運転モードの実行可否が対応付けられていてもよいし、他の動作モードの実行可否が対応付けられていてもよい。本明細書では、道路の概念は、道路の一部の区間も含むとする。
遠隔運転モードの実行可否が対応付けられる道路601は、車両110が遠隔運転モードを実行することが予定されている道路であってもよい。遠隔運転モードを実行することが予定されている道路は、一例として、交通法規等に基づく遠隔運転専用レーンを有する道路であってもよい。遠隔運転装置150は、このような道路601に対応付けられたユーザ端末200(例えば、道路601に沿って設けられた管理カメラ120)から通信品質を取得することによって、高精度な遠隔運転サービスを提供できる。そこで、遠隔運転装置150は、道路601を特定のエリアとし、この特定のエリアの通信品質を管理する。具体的に、遠隔運転装置150は、この特定のエリアに対応付けられたユーザ端末200から通信品質を取得する。この特定のエリアに対応付けられたユーザ端末200とは、特定の地理的位置(例えば、道路601に沿った地理的位置)に固定された状態で使用されるユーザ端末200(例えば、管理カメラ120)であってもよい。
図7を参照して、遠隔運転装置150の制御方法例について説明する。この方法は、遠隔運転装置150のプロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって行われてもよい。これに代えて、方法の一部又は全部の工程が、ASIC(特定用途向け集積回路)のような専用回路で実行されてもよい。前者の場合に、プロセッサが特定の動作のための構成要素となり、後者の場合に、専用回路が特定の動作のための構成要素となる。図7の制御方法は、遠隔運転装置150が車両110に遠隔運転サービスを提供中に反復して実行される。遠隔運転サービスを提供中とは、遠隔運転装置150が車両110を操作している状態と、遠隔運転装置150が車両110を操作可能な状態(車両110の状態を監視している状態)とを含んでもよい。
ステップS701で、遠隔運転装置150は、道路601における通信品質を取得する。具体的に、遠隔運転装置150は、図4又は図5の方法を実行することによって、道路601に対応付けられたユーザ端末200(例えば、道路601に沿って設けられた管理カメラ120)から通信品質を取得する。このように、遠隔運転装置150は、道路601の通信品質を管理している。すなわち、遠隔運転装置150は、道路601の通信品質を管理する品質管理部を備える。また、遠隔運転装置150は、車両110の動作を制御する。そのため、遠隔運転装置150は、車両110の動作を制御する車両制御部を更に備える。
ステップS702で、遠隔運転装置150は、道路601における通信品質が閾値よりも高いかどうかを判定する。閾値よりも高い場合(ステップS702で「YES」)に、遠隔運転装置150は処理をステップS703に遷移し、それ以外の場合に遠隔運転装置150は処理をステップS704に遷移する。この閾値は、遠隔運転サービスを所定の精度で提供するために必要な通信品質である。
ステップS703で、遠隔運転装置150は、道路601で遠隔運転モードを実行することを許可する。そのため、車両110は、道路601を走行可能である。一方、ステップS704で、遠隔運転装置150は、道路601で遠隔運転モードを実行することを制限する。そのため、車両110は、道路601を走行できない。
図6及び図7の例では、道路601が遠隔運転専用の道路である場合を扱ったため、遠隔運転装置150が道路601における車両1の遠隔運転モードの実行可否を判定した。これに代えて、道路601が自動運転専用道路である場合に、車両1が道路601における自動運転モードの実行可否を判定してもよい。
<実施形態のまとめ>
<構成1>
通信システムであって、
特定の種類のユーザ端末(120)に対して通信品質の応答を要求する命令を送信する通信装置(130、S402、S501)と、
前記命令に応答して、通信品質を送信するユーザ端末(120、S403、S503)と、
を備える通信システム。
この構成によれば、ユーザ端末の種類に応じた通信品質を取得できる。
<構成2>
前記通信装置は、特定の種類のユーザ端末を識別する情報及び前記命令をブロードキャストさせ(S501)、
前記ユーザ端末は、
前記情報に基づいて自身の種類が前記特定の種類であるかどうかを判定し(S502)、
自身の種類が前記特定の種類である場合に、通信品質を送信する(S503)、
構成1に記載の通信システム。
この構成によれば、ユーザ端末側で命令に応答するかどうかを判定できる。
<構成3>
前記通信システムは、特定のエリア(601)の通信品質を管理する品質管理手段(150)を更に備え、
前記通信装置は、前記特定のエリアに対応付けられたユーザ端末を前記特定の種類のユーザ端末とする、構成1又は2に記載の通信システム。
この構成によれば、特定のエリアにおける通信品質を取得できる。
<構成4>
前記特定の種類のユーザ端末は、特定の地理的位置にあるユーザ端末と、地理的位置が固定された状態で使用されるユーザ端末と、の少なくとも1つを含む、構成1乃至3の何れか1つに記載の通信システム。
この構成によれば、具体的な種類のユーザ端末の通信品質を取得できる。
<構成5>
前記特定の種類のユーザ端末は、特定の地理的位置に固定された状態で使用されるユーザ端末を含む、構成1乃至4の何れか1つに記載の通信システム。
この構成によれば、特定の位置における安定した通信品質を取得できる。
<構成6>
前記特定の地理的位置は、特定の道路(601)に対応付けられた位置である構成5に記載の通信システム。
この構成によれば、特定の道路における通信品質を取得できる。

<構成7>
前記特定の道路は、当該道路を移動する移動体における所定の動作モードに対応付けられる道路(601)である、構成6に記載の通信システム。
この構成によれば、所定の動作モードに対応付けられる道路における通信品質を取得できる。
<構成8>
前記移動体の動作を制御する移動体制御手段(110、150)を更に備え、
前記移動体制御手段は、前記ユーザ端末からの通信品質の応答に基づいて、前記特定の道路における前記所定の動作モードの実行可否を判定する(S702)、構成7に記載の通信システム。
この構成によれば、通信品質に基づいて動作モードの実行可否を判定できる。
<構成9>
前記移動体制御手段は、特定のエリアの通信品質を管理する装置(150)に設けられる、構成8に記載の通信システム。
この構成によれば、通信品質を管理する装置が移動体の動作を制御できる。
<構成10>
前記移動体制御手段は、前記移動体に設けられる、構成8に記載の通信システム。
この構成によれば、通信品質に基づいて移動体が自身の動作を制御できる。
<構成11>
前記通信装置は、無線基地局(130)である、構成1乃至10の何れか1つに記載の通信システム。
この構成によれば、無線基地局が通信品質を取得できる。
<構成12>
通信システムの制御方法であって、
通信装置(130)が、特定の種類のユーザ端末(120)に対して通信品質の応答を要求する命令を送信する工程(S402、S501)と、
ユーザ端末(120)が、前記命令に応答して、通信品質を送信する工程(S403、S503)と、
を有する制御方法。
この構成によれば、ユーザ端末の種類に応じた通信品質を取得できる。
<構成13>
コンピュータに、構成12に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
この構成によれば、プログラムの形態で上記構成を実現できる。
<構成14>
特定の種類のユーザ端末(120)に対して、通信品質の応答を要求する命令を送信する通信装置(130)。
この構成によれば、ユーザ端末の種類に応じた通信品質を取得できる。
<構成15>
特定の種類のユーザ端末(120)を識別する情報を通信装置(130)から受信する受信手段(S501)と、
前記情報に基づいて自身の種類が前記特定の種類であるかどうかを判定する判定手段と(S502)、
自身の種類が前記特定の種類である場合に、通信品質を送信する送信手段(S503)と、
を備えるユーザ端末(110、120)。
この構成によれば、ユーザ端末の種類に応じた通信品質を取得できる。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

Claims (14)

  1. 通信装置及びユーザ端末を備える通信システムであって、
    前記通信装置は、特定の種類のユーザ端末を識別する情報と、前記特定の種類のユーザ端末に対して通信品質の応答を要求する命令を送信し、
    前記ユーザ端末は、
    前記情報に基づいて自身の種類が前記特定の種類であるかどうかを判定し、
    自身の種類が前記特定の種類である場合に、前記命令に応答して、通信品質を送信し、
    前記特定の種類のユーザ端末は、特定の地理的位置に固定された状態で使用されるユーザ端末を含む、通信システム。
  2. 前記通信装置は、前記情報及び前記命令をブロードキャストする、請求項1に記載の通信システム。
  3. 前記通信システムは、特定のエリアの通信品質を管理する品質管理手段を更に備え、
    前記通信装置は、前記特定のエリアに対応付けられたユーザ端末を前記特定の種類のユーザ端末とする、請求項1又は2に記載の通信システム。
  4. 前記特定の種類のユーザ端末は、特定の地理的位置にあるユーザ端末と、地理的位置が固定された状態で使用されるユーザ端末と、の少なくとも1つを含む、請求項1乃至3の何れか1項に記載の通信システム。
  5. 前記特定の地理的位置は、特定の道路に対応付けられた位置である請求項1乃至4の何れか1項に記載の通信システム。
  6. 前記特定の道路は、当該道路を移動する移動体における所定の動作モードに対応付けられる道路である、請求項に記載の通信システム。
  7. 前記移動体の動作を制御する移動体制御手段を更に備え、
    前記移動体制御手段は、前記ユーザ端末からの通信品質の応答に基づいて、前記特定の道路における前記所定の動作モードの実行可否を判定する、請求項に記載の通信システム。
  8. 前記移動体制御手段は、特定のエリアの通信品質を管理する装置に設けられる、請求項に記載の通信システム。
  9. 前記移動体制御手段は、前記移動体に設けられる、請求項に記載の通信システム。
  10. 前記通信装置は、無線基地局である、請求項1乃至の何れか1項に記載の通信システム。
  11. 通信システムの制御方法であって、
    通信装置が、特定の種類のユーザ端末を識別する情報と、前記特定の種類のユーザ端末に対して通信品質の応答を要求する命令を送信する工程と、
    ユーザ端末が、前記情報に基づいて自身の種類が前記特定の種類であるかどうかを判定する工程と、
    前記ユーザ端末が、自身の種類が前記特定の種類である場合に、前記命令に応答して、通信品質を送信する工程と、
    を有し、
    前記特定の種類のユーザ端末は、特定の地理的位置に固定された状態で使用されるユーザ端末を含む、制御方法。
  12. コンピュータに、請求項11に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
  13. 特定の種類のユーザ端末に対して、通信品質の応答を要求する命令を送信する送信手段と、
    特定の道路を移動する移動体の動作を制御する移動体制御手段と、備え、
    前記移動体制御手段は、前記ユーザ端末からの通信品質の応答に基づいて、前記移動体による前記特定の道路における所定の動作モードの実行可否を判定する、通信装置。
  14. 特定の種類のユーザ端末を識別する情報と、前記特定の種類のユーザ端末に対して通信品質の応答を要求する命令とを通信装置から受信する受信手段と、
    前記情報に基づいて自身の種類が前記特定の種類であるかどうかを判定する判定手段と、
    自身の種類が前記特定の種類である場合に、前記命令に応答して、通信品質を送信する送信手段と、
    を備え
    前記特定の種類のユーザ端末は、特定の地理的位置に固定された状態で使用されるユーザ端末を含む、ユーザ端末。
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