JP2006086631A - 移動局装置および候補基地局選択方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 伝送効率の低下を防止しつつ、スムーズなハンドオーバを行って通信品質を向上すること。
【解決手段】 受信信号強度測定部１１０は、少なくとも所定の期間にわたって、連続して受信信号強度をモニタリングする。位置情報取得部１２０は、自装置（移動局装置）の現在位置をモニタリングする。基地局位置推定部１３０は、受信信号強度測定部１１０による受信信号強度のモニタリング結果と位置情報取得部１２０による自装置の位置のモニタリング結果とから、通信相手となっている基地局装置の位置を推定する。マップ作成部１４０は、推定された基地局装置の位置を記憶して、基地局装置のマップを作成する。候補基地局決定部１５０は、作成された基地局装置のマップを参照して、現在の自装置の位置および進行方向から、将来通信相手となり得る基地局装置を候補基地局として選択する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動局装置および候補基地局選択方法に関し、特に、例えばＧＰＳ（Global Positioning System：汎地球測位システム）などを用いて自装置の位置を測定する移動局装置およびこの移動局装置における候補基地局選択方法に関する。

従来、移動局装置の進行方向に位置し、将来の通信相手となり得る基地局装置（以下、「候補基地局」という）を選択する方法としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。

特許文献１においては、複数の基地局装置が有線接続されてなる通信ネットワーク上に移動局装置と基地局装置の間の無線通信を管理するシステムを配設し、このシステムによって通信ネットワーク内の各移動局装置の進行方向に位置する基地局装置を抽出することが記載されている。そして、特許文献１に記載の技術においては、抽出された基地局装置が移動局装置へ通知され、この中から候補基地局が選択される。

このようにあらかじめ候補基地局を選択しておくことにより、移動局装置が高速移動している場合などでもスムーズなハンドオーバを行うことができ、通信品質を向上することができる。
特開２００２−１５９０３９号公報

しかしながら、上記従来の技術においては、通信ネットワーク上に配設された外部のシステムが移動局装置の進行方向に位置する基地局装置を抽出するため、移動局装置が候補基地局を選択するためには、抽出された基地局装置の情報を移動局装置へ通知する必要がある。すなわち、一般に基地局装置から移動局装置へ伝送される基地局装置の識別情報などに加えて、抽出された基地局装置の位置情報などを移動局装置へ伝送する必要が生じる。この結果、限られた無線リソースを利用する基地局装置から移動局装置への無線通信において、伝送効率の低下を招くという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、伝送効率の低下を防止しつつ、スムーズなハンドオーバを行って通信品質を向上することができる移動局装置および候補基地局選択方法を提供することを目的とする。

本発明に係る移動局装置は、基地局装置から送信された信号を受信する受信手段と、受信された信号の受信品質を所定のモニタリング期間にわたって測定する測定手段と、前記モニタリング期間中に自装置の位置情報を取得する取得手段と、測定された受信品質および取得された自装置の位置情報に基づいて前記基地局装置の位置を推定する推定手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、モニタリング期間中の受信信号の受信品質と移動局装置の位置情報とに基づいて基地局装置の位置を推定するため、基地局装置の位置に関する情報を外部から受信せずに基地局装置の位置を把握して候補基地局を選択することができ、伝送効率の低下を防止しつつ、スムーズなハンドオーバを行って通信品質を向上することができる。

本発明に係る候補基地局選択方法は、基地局装置と通信する移動局装置において将来の通信相手となる候補基地局を選択する候補基地局選択方法であって、前記基地局装置から送信された信号を受信するステップと、受信された信号の受信品質を所定のモニタリング期間にわたって測定するステップと、前記モニタリング期間中に前記移動局装置の位置情報を取得するステップと、測定された受信品質および取得された前記移動局装置の位置情報に基づいて前記基地局装置の位置を推定するステップと、推定された前記基地局装置の位置に応じて前記基地局装置を前記候補基地局として決定するか否かを判定するステップと、を有するようにした。

この方法によれば、モニタリング期間中の受信信号の受信品質と移動局装置の位置情報とに基づいて基地局装置の位置を推定するため、基地局装置の位置に関する情報を外部から受信せずに基地局装置の位置を把握して候補基地局を選択することができ、伝送効率の低下を防止しつつ、スムーズなハンドオーバを行って通信品質を向上することができる。

本発明によれば、伝送効率の低下を防止しつつ、スムーズなハンドオーバを行って通信品質を向上することができる。

本発明の骨子は、移動局装置が受信品質から基地局装置の位置を推定し、推定結果を記憶して基地局装置のマップを作成しておくことにより、移動局装置の進行方向に位置する候補基地局を効率的に選択することである。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施の形態に係る移動局装置は、受信部１００、受信信号強度測定部１１０、位置情報取得部１２０、基地局位置推定部１３０、マップ作成部１４０、および候補基地局決定部１５０を有している。

受信部１００は、アンテナを介して図示しない基地局装置から送信された信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理（例えばダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。

受信信号強度測定部１１０は、受信信号の強度を測定する。なお、受信信号強度測定部１１０は、少なくとも所定の期間にわたって、連続して受信信号強度をモニタリングし、モニタリング結果を基地局位置推定部１３０へ出力する。

位置情報取得部１２０は、自装置（移動局装置）の現在位置を取得する。具体的には、位置情報取得部１２０は、現在の通信相手である基地局装置の識別情報などを受信信号から抽出して大まかな自装置の位置を把握するとともに、少なくとも所定の期間にわたって、例えばＧＰＳ受信機などを用いて正確な位置をモニタリングする。なお、位置情報取得部１２０は、ＧＰＳ受信機ではなく、速度センサや方位センサを用いる構成としても良い。

基地局位置推定部１３０は、受信信号強度測定部１１０による受信信号強度のモニタリング結果と位置情報取得部１２０による自装置の位置のモニタリング結果とから、通信相手となっている基地局装置の位置を推定する。基地局装置の位置の推定方法については、後に詳述する。

マップ作成部１４０は、推定された基地局装置の位置を記憶して、基地局装置のマップを作成する。

候補基地局決定部１５０は、作成された基地局装置のマップを参照して、現在の自装置の位置および進行方向から、将来通信相手となり得る基地局装置を候補基地局として選択する。

次いで、上記のように構成された移動局装置における基地局装置の位置の推定動作について、図２を参照しながら説明する。

本実施の形態においては、候補基地局を選択するために、まず複数の基地局装置の位置を推定し、これらの基地局装置の位置を示すマップを作成する必要がある。そこで、本実施の形態に係る移動局装置は、例えば所定の周期で行われる位置登録などのタイミングにおいて、基地局装置の位置推定のためのモニタリング期間を有している。

そして、このモニタリング期間においては、受信部１００によってアンテナを介して受信された受信信号の強度が受信信号強度測定部１１０によってモニタリングされる。また、同時に、自装置の位置が位置情報取得部１２０によってモニタリングされる。

これらのモニタリング結果を図２（ａ）に例示する。図２（ａ）においては、移動局装置の移動が矢印２００で模式的に示され、それぞれの位置における受信信号強度が曲線２１０で示されている。

これらのモニタリング結果は、基地局位置推定部１３０へ出力され、基地局位置推定部１３０によって、同一基地局装置に関する過去のモニタリング結果が併せて用いられることにより、基地局装置の位置が推定される。

具体的には、まず、図２（ａ）において、受信信号強度は移動局装置と基地局装置との距離が近いほど大きくなると考えられるため、受信信号強度がピークを示す点２２０に移動局装置が位置する時に、基地局装置に最も近づいていると推定される。したがって、基地局装置は、移動局装置の移動を示す矢印２００の点２２０を通る垂線（図中一点鎖線で示す）上に位置していると推定される。なお、実際には移動局装置は直線上を移動するわけではなく、曲線上を移動すると考えられるが、この場合は、曲線の受信信号強度がピークを示す位置における接線に対する垂線上に基地局装置が位置していると推定される。

また、矢印２００の範囲内で受信信号強度がピークを示さない場合、換言すれば、受信信号強度がモニタリング期間中の移動局装置の移動に伴って増加し続けたり減少し続けたりする場合は、そのモニタリング結果は基地局装置の位置推定には使用されない。これは、上述のような状況は、例えば移動局装置が基地局装置へ徐々に近づいていたり、遠ざかったりしている時に発生すると考えられ、矢印２００の垂線上に基地局装置が位置するとは限らないためである。

そして、図２（ｂ）に示すように、基地局位置推定部１３０に記憶されている過去のモニタリング結果が参照されて、基地局装置の位置が特定される。すなわち、図２（ｂ）の過去の移動局装置の移動を示す矢印２３０において、受信信号強度が曲線２４０で表される場合、受信信号強度がピークを示す点２５０が最も基地局装置に近づいた位置と推定される。したがって、矢印２３０の点２５０を通る垂線（図中一点鎖線で示す）上に基地局装置が位置していると推定されるため、点２２０を通る矢印２００の垂線と点２５０を通る矢印２３０の垂線との交点２６０に基地局装置が位置していると特定される。

なお、基地局位置推定部１３０においては、過去１回のみのモニタリング結果を参照するのではなく、より多くのモニタリング結果を参照するようにしても良い。これにより、演算量は増加するが、受信信号強度への伝搬環境の影響を除去して、さらに正確に基地局装置の位置を推定することができる。

このようにして推定された基地局装置の位置の情報から、マップ作成部１４０によって基地局装置のマップが作成される。このマップには、それぞれの基地局装置の位置および基地局装置の識別情報が対応づけられて記憶されている。また、マップには、上述の位置推定を複数の基地局装置について行った結果が反映されており、過去に自装置の通信相手となった複数の基地局装置の位置が記憶されている。

次に、マップ作成部１４０によって作成されたマップを利用して候補基地局を選択する動作について、図３を参照しながら説明する。

ここでは、図３に示すように、セル３００ａを通信圏とする基地局装置３００、セル３１０ａを通信圏とする基地局装置３１０、およびセル３２０ａを通信圏とする基地局装置３２０の位置を示すマップが作成されているものとする。また、本実施の形態に係る移動局装置は点３３０に位置しており、矢印で示す進行方向へ移動しているものとする。

移動局装置は、セル３００ａおよびセル３２０ａ内の点３３０に位置しているため、現時点では基地局装置３００または基地局装置３２０を通信相手としている。このような状況において、所定のタイミングで位置情報取得部１２０によって、自装置の位置が取得される。位置情報取得部１２０は、上述したモニタリング期間も含めて周期的に自装置の位置を取得しており、ここではその結果が用いられる。そして、取得された自装置の位置は、候補基地局決定部１５０へ通知される。

候補基地局決定部１５０は、過去の自装置の位置と現在の自装置の位置とから自装置の速さと進行方向を算出する。この進行方向を図３では矢印で示している。そして、候補基地局決定部１５０によって、マップが参照されることにより、移動局装置の進行方向に位置している基地局装置３１０が候補基地局として選択される。すなわち、点３３０に位置する移動局装置は、現時点ではセル３１０ａの外側にあり、基地局装置３１０とは通信を行わないが、移動局装置の進行方向には基地局装置３１０が配置されており、移動局装置がセル３１０ａ内に移動すると判断されるため、基地局装置３１０が候補基地局として選択される。

また、候補基地局決定部１５０は、進行方向に複数の基地局装置が配置されている場合、移動局装置の位置や進行方向に基づいて、通信相手となる可能性が高い順に基地局装置をランク付けしておく。

このように候補基地局を決定しておくことにより、移動局装置は、セル３１０ａ内に高速移動をする場合でも、あらかじめ基地局装置３１０を候補基地局として把握しているため、ハンドオーバをスムーズに行うことができ、通信が途切れることがない。また、候補基地局を選択するために特化した情報を基地局装置など外部から受信する必要がなく、伝送効率の低下を防止することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、移動局装置が自装置の位置と基地局装置からの信号の受信信号強度とに基づいて基地局装置の位置を推定し、推定された基地局装置の位置を示すマップを作成し、作成されたマップを参照して候補基地局を決定するため、伝送効率の低下を防止しつつ、スムーズなハンドオーバを行って通信品質を向上することができる。

なお、上記実施の形態においては、基地局装置の位置の推定動作と候補基地局の選択動作とを分けて説明したが、これらの動作は常に並行して行われていても良い。すなわち、移動局装置は、マップを参照して候補基地局を選択すると同時に、現在通信相手となっている基地局装置からの信号の受信信号強度をモニタリングして、基地局装置の位置推定に供するようにしても良い。

また、上記実施の形態においては、受信信号強度を用いて基地局装置の位置を推定するものとしたが、例えば推定ＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）や等化誤差などの受信品質を用いて基地局装置の位置を推定しても良い。要するに、基地局装置と移動局装置との間の距離に応じて変化するパラメータを用いて、移動局装置が基地局装置との距離の大小を推定することができれば良い。

本発明の第１の態様に係る移動局装置は、基地局装置から送信された信号を受信する受信手段と、受信された信号の受信品質を所定のモニタリング期間にわたって測定する測定手段と、前記モニタリング期間中に自装置の位置情報を取得する取得手段と、測定された受信品質および取得された自装置の位置情報に基づいて前記基地局装置の位置を推定する推定手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、モニタリング期間中の受信信号の受信品質と移動局装置の位置情報とに基づいて基地局装置の位置を推定するため、基地局装置の位置に関する情報を外部から受信せずに基地局装置の位置を把握して候補基地局を選択することができ、伝送効率の低下を防止しつつ、スムーズなハンドオーバを行って通信品質を向上することができる。

本発明の第２の態様に係る移動局装置は、上記第１の態様において、前記推定手段は、モニタリング期間中、受信品質がピークを示す時の自装置の位置が前記基地局装置に最も近づいているものとして前記基地局装置の位置を推定する構成を採る。

この構成によれば、受信品質がピークを示す位置が基地局装置に最も近づいているものとするため、この位置を通る移動局装置の移動の軌跡の垂線上に基地局装置が位置していると推定することができ、少なくとも２回モニタリングを行えば基地局装置の位置を特定することができる。

本発明の第３の態様に係る移動局装置は、上記第２の態様において、前記推定手段は、同一の基地局装置から信号を受信する少なくとも２回のモニタリング期間中の受信品質および自装置の位置情報から前記基地局装置の位置を推定する構成を採る。

この構成によれば、少なくとも２回のモニタリング期間中の受信品質および移動局装置の位置情報から基地局装置の位置を推定するため、正確に基地局装置の位置を特定することができる。

本発明の第４の態様に係る移動局装置は、上記第１の態様において、前記推定手段は、推定された前記基地局装置の位置と前記基地局装置の識別情報とが対応づけられたマップを作成するマップ作成部、を含む構成を採る。

この構成によれば、基地局装置の位置と識別情報とを対応づけたマップを作成するため、マップを参照することにより移動局装置の現在位置に近い基地局装置を選択することができ、将来の通信相手となり得る候補基地局を容易に選択することができる。

本発明の第５の態様に係る移動局装置は、上記第１の態様において、推定された基地局装置の位置に応じて前記基地局装置を自装置の将来の通信相手となる候補基地局として決定する決定手段、をさらに有する構成を採る。

この構成によれば、基地局装置の位置に応じて候補基地局となるか否かを決定するため、通信状態が良好となる候補基地局を正確に選択することができる。

本発明の第６の態様に係る移動局装置は、上記第５の態様において、前記取得手段は、自装置の現在位置を取得し、前記決定手段は、取得された自装置の現在位置と過去に推定された基地局装置の位置とから前記候補基地局を決定する構成を採る。

この構成によれば、移動局装置の現在位置と過去に推定された基地局装置の位置とから候補基地局を決定するため、移動局装置の現在の位置に応じた適切な候補基地局を選択することができる。

本発明の第７の態様に係る候補基地局選択方法は、基地局装置と通信する移動局装置において将来の通信相手となる候補基地局を選択する候補基地局選択方法であって、前記基地局装置から送信された信号を受信するステップと、受信された信号の受信品質を所定のモニタリング期間にわたって測定するステップと、前記モニタリング期間中に前記移動局装置の位置情報を取得するステップと、測定された受信品質および取得された前記移動局装置の位置情報に基づいて前記基地局装置の位置を推定するステップと、推定された前記基地局装置の位置に応じて前記基地局装置を前記候補基地局として決定するか否かを判定するステップと、を有するようにした。

この方法によれば、モニタリング期間中の受信信号の受信品質と移動局装置の位置情報とに基づいて基地局装置の位置を推定するため、基地局装置の位置に関する情報を外部から受信せずに基地局装置の位置を把握して候補基地局を選択することができ、伝送効率の低下を防止しつつ、スムーズなハンドオーバを行って通信品質を向上することができる。

本発明に係る移動局装置および候補基地局選択方法は、伝送効率の低下を防止しつつ、スムーズなハンドオーバを行って通信品質を向上することができ、例えばＧＰＳなどを用いて自装置の位置を測定する移動局装置およびこの移動局装置における候補基地局選択方法などとして有用である。

本発明の一実施の形態に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図 （ａ）一実施の形態に係るモニタリングの結果を示す図（ｂ）一実施の形態に係る基地局装置の位置推定動作を説明する図 一実施の形態に係る候補基地局の選択動作を説明する図

符号の説明

１００ 受信部
１１０ 受信信号強度測定部
１２０ 位置情報取得部
１３０ 基地局位置推定部
１４０ マップ作成部
１５０ 候補基地局決定部

Claims (7)

1. 基地局装置から送信された信号を受信する受信手段と、
   受信された信号の受信品質を所定のモニタリング期間にわたって測定する測定手段と、
   前記モニタリング期間中に自装置の位置情報を取得する取得手段と、
   測定された受信品質および取得された自装置の位置情報に基づいて前記基地局装置の位置を推定する推定手段と、
   を有することを特徴とする移動局装置。
2. 前記推定手段は、
   モニタリング期間中、受信品質がピークを示す時の自装置の位置が前記基地局装置に最も近づいているものとして前記基地局装置の位置を推定することを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
3. 前記推定手段は、
   同一の基地局装置から信号を受信する少なくとも２回のモニタリング期間中の受信品質および自装置の位置情報から前記基地局装置の位置を推定することを特徴とする請求項２記載の移動局装置。
4. 前記推定手段は、
   推定された前記基地局装置の位置と前記基地局装置の識別情報とが対応づけられたマップを作成するマップ作成部、を含むことを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
5. 推定された基地局装置の位置に応じて前記基地局装置を自装置の将来の通信相手となる候補基地局として決定する決定手段、をさらに有することを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
6. 前記取得手段は、
   自装置の現在位置を取得し、
   前記決定手段は、
   取得された自装置の現在位置と過去に推定された基地局装置の位置とから前記候補基地局を決定することを特徴とする請求項５記載の移動局装置。
7. 基地局装置と通信する移動局装置において将来の通信相手となる候補基地局を選択する候補基地局選択方法であって、
   前記基地局装置から送信された信号を受信するステップと、
   受信された信号の受信品質を所定のモニタリング期間にわたって測定するステップと、
   前記モニタリング期間中に前記移動局装置の位置情報を取得するステップと、
   測定された受信品質および取得された前記移動局装置の位置情報に基づいて前記基地局装置の位置を推定するステップと、
   推定された前記基地局装置の位置に応じて前記基地局装置を前記候補基地局として決定するか否かを判定するステップと、
   を有することを特徴とする候補基地局選択方法。

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