JP2014202544A - 無線端末の移動速度を検出する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<1>本実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成
以下、図2を使用して、本実施の形態において無線端末と共に利用される無線通信システムの構成例について説明する。この無線通信システムの例は、3GPP(第3世代パートナーシップ・プロジェクト)において標準化作業が進められているE−UTRANネットワーク標準と互換性を有する。
(1−A)無線通信システムの構成要素
図2において、無線端末100は、UE、ユーザ端末またはユーザ機器と呼ばれても良く、セルラー電話、スマートフォンまたは無線インターフェースを装備したラップトップ型コンピュータとすることができる。図2において、無線基地局200は、eNB、携帯電話基地局または無線網アクセス・ポイントとすることもできる。
(1−B)TAコマンド(Timing Advance Command)の役割と機能
図2の無線基地局200は、無線端末100に対して、E−UTRANネットワーク標準が規定するTAコマンド(Timing Advance Command)を送信することが可能である。当該TAコマンド(Timing Advance Command)は、上りリンクの位相タイミングの調整を、無線基地局200が下りリンクを介して、無線端末100に指示するための端末制御コマンドである。このような上りリンク位相タイミングの調整は、通信カバレージ300内を移動する無線端末100と無線基地局200との間の距離の変化に伴う上りリンク伝送遅延量の変動に応じて、無線基地局200がこの伝送遅延変動を適応的に補償するために必要となる。以下、TAコマンド(Timing Advance Command)の役割、当該コマンドを下りリンク上で伝送する際の無線端末100および無線基地局200の動作について簡単に説明する。説明を簡単にするために、無線端末100が上りリンク通信および下りリンク通信を行うための通信カバレージ300がE−UTRANネットワーク標準におけるプライマリ・セルであり、プライマリ・セル300はこれと関連する一つ以上のセカンダリ・セルと共に単一のTAG(Timing Advance Group)内にグループ化されている場合について説明する。
(1−C)無線端末の移動速度に基づくセル間遷移動作パラメータの設定変更
E−UTRANネットワーク標準と互換性を有する図2の無線通信システムにおいては、無線端末100が通信カバレージ300と他の通信カバレージとの間でセル間遷移を実行する際の制御パラメータを、無線端末100の移動速度に応じて適応的に設定変更することが可能である。この場合のセル間遷移には、無線端末100に関するハンドオーバー(HO)動作やセルの再選択(Cell Reselection)が含まれる。具体的には、以下のとおりである。
図2の無線通信システムは、無線端末100が、現在の移動速度に応じて3段階のモビリティ状態区分のいずれかに属すると判定する。この場合のモビリティ状態区分には低速移動状態(Normal Mobility)、中速移動状態(Medium Mobility)、高速移動状態(High Mobility)が含まれる。ここで判定されたモビリティ状態区分は、無線端末100のセル間遷移に関する制御パラメータとしてE−UTRAN標準が規定するQhyst、TreselectionEUTRAおよびtimeToTriggerなどの設定値を、無線端末100が自身のモビリティ状態に応じて適切に変更するために使用される。無線端末100が、自身の内部に記憶された上記制御パラメータの設定値を、自身のモビリティ状態に応じて、適切に変更することにより、無線端末100が敏速かつ円滑に周辺の通信カバレージに遷移できるようになる。
<無線端末のハードウェア構成>
以下、図3を使用して、本実施の形態に係る無線端末100のハードウェア構成を説明する。
<3>本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第1実施例
(3−A)端末移動速度検出方法の概要
以下、図2に示したシナリオを再度用いて、本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第1実施例として、無線端末100の移動速度の算出方法の概要について説明する。
(3−B)端末移動速度検出方法の詳細
以下、図4のフローチャートを参照しながら、本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第1実施例として、図3の移動速度計算部150によって実行される無線端末100の移動速度の算出方法について詳細に説明する。
(3−C)本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第1実施例が奏する効果
本実施例においては、無線端末が複数の時刻において受信する一連のTAコマンド(Timing Advance Command)から得られる上りリンク位相タイミング変化量の時系列中に、自端末の移動距離や移動方向に関する情報が反映されている。そのため、本実施例に係る無線端末100は、自端末の移動速度の検出のために、キャリア位相タイミング同期処理を、GPS衛星や固定局によって支援される必要が無く、さらに無線チャネルの対称性に全く依存せずに、自端末の移動速度Vを高精度に検出することが出来る。
<4>本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第2実施例
(4−A)端末移動速度検出方法の第2実施例の概要
本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第2実施例は、当該端末移動速度検出方法に関して上述した第1実施例に対する変形実施例である。当該第2実施例に係る端末移動速度検出方法が、当該第1実施例に係る端末移動速度検出方法と異なる点は、以下のとおりである。すなわち、無線端末100が無線基地局200から受信した一連のTAコマンド(Timing Advance Command)に基づいて算出した上りリンク位相タイミングに関する調整量を表す時間オフセット量の正負の符号から、無線端末100が無線基地局200に近付いていることが判定できる場合には、セル間遷移動作は必要無いことが明らかである。従って、この場合、第2実施例に係る端末速度検出方法は、セル間遷移動作を規律する制御パラメータの設定内容を無線端末の低速移動状態(Normal Mobility)に対応した設定内容とするために、無線端末100のモビリティ状態区分を実際の移動速度とは無関係に低速移動状態区分(Normal Mobility State)と判定する。
(4−B)端末移動速度検出方法の第2実施例の詳細な動作フロー
以下、図6のフローチャートを参照しながら、本実施の形態に係る端末移動速度検出方法の第2実施例の詳細な動作フローを説明する。
(4−C)端末移動速度検出方法の第2実施例が奏する効果
本実施例は、端末移動速度検出方法の第1実施例が奏する効果に加え、さらに以下の効果を奏する。プライマリ・セル300内を移動中の無線端末100が無線基地局200に近付いている際には、実際の端末移動速度とは無関係に、無線端末100に関するセル間遷移動作(例えば、ハンドオーバー動作等)は不要であると判断し、無線端末100のモビリティ状態区分を低速移動状態(Normal Mobility State)であると判定する。これにより、本実施例は、無線端末100に関するセル間遷移動作を規律する制御パラメータの設定を端末静止状態に対応した設定とすることを通じて、不必要なセル間遷移動作が発生することによるスループット低下やバッテリーの持続時間の劣化をより一層効果的に防ぐことができる。
110 送受信アンテナ
120 端末受信部
130 端末送信部
140 モビリティ制御部
150 移動速度計算部
160 パラメータ制御部
200 無線基地局
300 通信カバレージ
400 無線端末のセル内での移動経路を表す矢印
401 セル内において無線端末が無線基地局に近付いている時の移動経路を表す矢印
402 セル内において無線端末が無線基地局から遠ざかっている時の移動経路を表す矢印
Claims (7)
- 移動無線端末が内蔵する端末移動速度計算ユニットであって、前記移動無線端末は、固定局の通信カバレージ内での自端末の移動に応じた上りリンク位相タイミングの変動を補償するための位相調整量を指示するコマンドを前記固定局から受信する移動無線端末であり:
前記移動無線端末が第1と第2の時刻において受信した2つの前記コマンドにそれぞれ含まれる第1と第2の位相調整量を検出する手段;
前記第1と第2の位相調整量の差分を計算する手段;および、
前記位相調整量の差分および前記第1と第2の時刻の時間差に基づいて前記固定局から見た前記移動無線端末の移動速度を算出する手段;
を備える端末移動速度計算ユニット。 - 前記上りリンク位相タイミングの前記補償は、前記移動無線端末が前記固定局から移動した距離と方向とに基づいて決定され、
前記位相調整量の差分および前記第1と第2の時刻の時間差に基づく前記移動速度の検出動作は、前記位相調整量の差分に光速度を乗算し、さらに前記第1と第2の時刻の時間差により除算する動作を備える、
請求項1記載の端末移動速度計算ユニット。 - 当該端末移動速度計算ユニットは、前記算出された移動速度を使用して、前記移動無線端末のモビリティ状態が低速移動状態、中速移動状態または高速移動状態の何れの区分に属するかを判定する手段をさらに備え、
前記移動無線端末は、前記モビリティ状態の区分判定結果を当該端末移動速度計算ユニットから受け取り、前記区分判定結果に依存して、前記移動無線端末のセル間遷移動作を規律する制御パラメータの設定を適応的に変更する制御パラメータ変更ユニットをさらに備える、
請求項1記載の端末移動速度計算ユニット。 - 前記位相調整量の差分は、前記移動無線端末が前記固定局に近付いている際には負の値をとり、前記固定局から遠ざかっている際には正の値をとり、
当該端末移動速度計算ユニットは、前記位相調整量の差分の値が負である場合に、前記算出された移動速度とは無関係に、セル間遷移動作を規律する前記制御パラメータの設定を低速移動状態に対応した設定とするよう前記制御パラメータ変更ユニットに指示する、
請求項3記載の端末移動速度計算ユニット。 - 移動無線端末が内蔵するプロセッサにより実行されるプログラムであって、前記移動無線端末は、固定局の通信カバレージ内での自端末の移動に応じた上りリンク位相タイミングの変動を補償するための位相調整量を指示するコマンドを前記固定局から受信する移動無線端末であり:
前記移動無線端末が第1と第2の時刻において受信した2つの前記コマンドにそれぞれ含まれる第1と第2の位相調整量を検出する端末受信部から前記第1と第2の位相調整量を受け取り、前記第1と第2の位相調整量の差分を計算する動作を前記プロセッサに実行させるステップ;および、
前記位相調整量の差分および前記第1と第2の時刻の時間差に基づいて前記固定局から見た前記移動無線端末の移動速度を算出する動作を前記プロセッサに実行させるステップ;
を順次実行するプログラム。 - 固定局の通信カバレージ内での自端末の移動に応じた上りリンク位相タイミングの変動を補償するための位相調整量を指示するコマンドを、送受信アンテナを介して前記固定局から受信する端末受信部;
前記移動無線端末が第1と第2の時刻において受信した2つの前記コマンドを前記端末受信部から受信し、前記2つのコマンドにそれぞれ含まれる第1と第2の位相調整量を検出し、前記第1と第2の位相調整量の差分を計算し、前記位相調整量の差分および前記第1と第2の時刻の時間差に基づいて前記固定局から見た前記移動無線端末の移動速度を算出し、前記移動速度に応じて、前記移動無線端末のモビリティ状態が低速移動状態、中速移動状態または高速移動状態の何れの区分に属するかを判定する移動速度計算部;および
前記判定の結果を前記移動速度判定部から受信し、前記判定された前記モビリティ状態の区分に依存して、前記移動無線端末のセル間遷移動作を規律する制御パラメータの設定を適応的に変更するパラメータ制御部;
を備える移動無線端末。 - 移動無線端末の移動速度を算出する方法であって、前記移動無線端末は、固定局の通信カバレージ内での自端末の移動に応じた上りリンク位相タイミングの変動を補償するための位相調整量を指示するコマンドを前記固定局から受信する移動無線端末であり:
前記移動無線端末が第1と第2の時刻において受信した2つの前記コマンドにそれぞれ含まれる第1と第2の位相調整量を検出するステップ;
前記第1と第2の位相調整量の差分を計算するステップ;および、
前記位相調整量の差分および前記第1と第2の時刻の時間差に基づいて前記固定局から見た前記移動無線端末の移動速度を算出するステップ;
を備える方法。
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2013
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