JP4730565B2 - 無線通信システム、管理サーバ、および移動基地局制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動可能な基地局装置を備えた無線通信システムに関する。

無線基地局により形成される複数のセルで通信エリアをカバーし、通信エリア内の端末による通信を可能にする無線通信システムには、固定的に設置される無線基地局（固定基地局装置）の他に、移動可能な無線基地局（移動基地局装置）が用いられる場合がある。この種の無線通信システムとして、例えば、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）がある。

移動基地局装置は、例えば、鉄道の車両のように所定の軌道を移動する移動体に搭載されたり、路線バス、航空機、船舶などのように一定の軌道上ではないが、ある程度限定されたルートを移動する移動体に搭載されたりする。また、移動基地局装置はルートの限定されない観光バス等に搭載されることもある。特許文献１には、車両に設置した移動基地局装置によって車両内の端末を収容する構成が開示されている。

バス、列車、船舶、航空機などの高速で移動する移動体に移動基地局を設置することにより、移動体内の端末の通信を安定的に接続することが可能になる。また、列車、船舶、航空機のように、移動体の移動に伴って端末数が地理的および時間的に変動する大型の移動体に移動基地局を設置することにより、端末数の変動に対して効率の良い無線リソースの割り当てが可能となる。

また、移動基地局装置を搭載する移動体には、運用中も移動するものの他に、一時的ではあるが設置されている間は移動しないものがある。例えば災害地やイベント会場のように一時的に急激にトラフィックが増加する地域に、移動基地局装置を設置することにより、トラフィックの増加に迅速に対応することが可能となる。

このように移動基地局装置を利用することによって、無線リソースの利用効率を向上させたり、ユーザの利便性を向上させたりすることができる。このような移動基地局装置は、各移動基地局装置においてその所在位置に応じて適切に運用することが好ましい。特許文献２には、移動基地局装置の位置に基づいて運用制御情報（パラメータ）を取得することが記載されている。
特開２００２−３３５５７３号公報 特開２００３−０１８０７３号公報

上述したように、特許文献２に記載されたものは、移動基地局装置自身が自身の位置に基づいてパラメータを取得するものである。しかし、パラメータには、バックボーン設備や固定基地局装置および他の移動基地局装置との関係を含む周辺環境によって適切な値が定まるものがある。例えば、自身が移動しなくても周辺環境の変化によって適切なパラメータが変化することがある。そのため、各移動基地局装置が自身の位置に応じて運用パラメータを決定する構成では、適切な運用パラメータが選択されない可能性があった。

本発明の目的は、位置に応じて移動基地局装置を適切に運用するための技術を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、
端末装置と接続する、移動が可能な移動基地局装置と、
前記移動基地局装置を集中管理する管理サーバと、を有し、
前記移動基地局装置は自身の位置を測定し、該位置を示す位置情報を前記管理サーバに通知し、
前記管理サーバは、前記移動基地局装置から通知された前記位置情報に応じた制御情報を該移動基地局装置に送信し、
前記移動基地局装置は、前記管理サーバから受信した前記制御情報を用いて動作する。

本発明の管理サーバは、
端末装置と接続する、移動が可能な移動基地局装置の位置を示す位置情報を前記移動基地局装置から取得する基地局位置管理手段と、
前記基地局位置管理手段によって管理されている前記位置情報に応じた制御情報を前記移動基地局装置に送信する基地局制御手段と、を有している。

本発明の移動基地局装置は、端末装置と接続する、移動が可能な移動基地局装置であって、
自装置の位置を測定する位置測定手段と、
前記位置測定手段で測定された位置を示す位置情報を管理サーバに通知する通知手段と、
前記管理サーバから受信した、前記位置情報に応じた制御情報を用いて動作する動作制御手段と、を有している。

本発明の移動基地局制御方法は、端末装置と接続する、移動が可能な移動基地局装置の位置を示す位置情報を前記移動基地局装置から取得し、
取得された前記位置情報に応じた制御情報を前記移動基地局装置に送信する。

本発明によれば、管理サーバが移動基地局装置の位置情報に応じて制御情報を決定し、移動基地局装置は、管理サーバで決定された制御情報を用いて動作するので、移動基地局装置を、その位置に応じて適切に運用することができる。

本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態の無線通信システムを示すシステム構成図である。図１を参照すると、無線通信システムは移動基地局装置１１および管理サーバ１２を有している。

移動基地局装置１１は、移動体１０に設置され、バックボーン回線を介してネットワーク１５に接続される。図１では、一例として、衛星回線１３およびバックボーン基幹局１４で構成されるバックボーン回線が示されている。バックボーン回線はこの例に限定されるものではなく、移動体１０の移動が可能であれば、どのような回線であってもよい。他の例として、他キャリアへのローミング、マイクロ波回線、携帯電話回線、鉄道無線、航空無線、消防・警察無線などがある。

いわゆるムービングネットワークの例では、電車、バス、船舶などの移動体１０に設置され、移動体１０内に移動セルを構成する移動基地局装置１１は、バックボーン回線として、移動体１１外に固定的に設置された固定基地局装置（不図示）と接続する。その場合、移動基地局装置１１が移動すれば、その移動基地局装置１１の接続先の固定基地局装置が切り替わる。また、固定基地局装置と移動基地局装置１１の間の通信は、固定基地局装置と端末装置が直接接続する通信よりも優先的に処理されることが好ましい。

ネットワーク１５には管理サーバ１２も接続されている。

移動基地局装置１１は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して自身の位置を測定し、その位置を示す位置情報をネットワーク１５経由で管理サーバ１２に通知する。ここではＧＰＳを例示しているが、位置測定の方法は特に限定されない。他の例として、ビーコン受信による方法を用いてもよい。なお、移動基地局装置１１は自身の位置が所定のエリア境界を超えたとき位置情報を管理サーバ１２に通知することにしてもよく、あるいは一定時間間隔で定期的に位置情報を管理サーバ１２に通知することにしてもよい。

また、移動基地局装置１１へは管理サーバ１２から制御情報が送られてくるので、移動基地局装置１１は、その制御情報を用いて動作している。制御情報は、移動基地局装置１１の動作を規定する情報であり、例えば、移動基地局装置１１の運用に用いられるパラメータ値である。移動基地局装置１１は、受信したパラメータの値を自身に設定し、自身のハードウェアあるいはソフトウェアの動作に適用する。また、制御情報は、移動基地局装置１１自身に適用するものだけでなく、移動基地局装置１１に接続される端末装置１６に適用あるいは報知する情報であってもよい。

管理サーバ１２は、移動基地局装置１１から通知された位置情報に示された位置に応じた制御情報を、ネットワーク１５経由で移動基地局装置１１に送信する。制御情報が上述したパラメータである例では、移動基地局装置１１の地理的な位置、移動基地局装置１１の所在するエリアの特性やトラフィック状況、移動基地局装置１１の周辺の固定基地局装置（不図示）との関係、利用可能なバックボーン回線、などに応じてパラメータが選択される。また、過去に通知された位置情報に示された位置を用いて算出される移動速度に応じて選択されるパラメータがあってもよい。

また、移動基地局装置１１の移動に伴って周辺の基地局装置（移動基地局装置と固定基地局装置を含む）に用いるパラメータ等が変化することもある。その場合、管理サーバ１２は、移動基地局装置１１から通知された位置情報に示された位置に応じて、その移動基地局装置１１の周辺の基地局装置の制御情報を決定し、周辺の基地局装置に制御情報を送信することにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、移動基地局装置１１を集中管理する管理サーバ１２が移動基地局装置１１の位置情報に応じて制御情報を決定し、移動基地局装置１１は、管理サーバ１２で決定された制御情報を用いて動作するので、移動基地局装置１１を、その位置に応じて適切に運用することができる。

なお、本実施形態の無線通信システムは、管理サーバ１２が移動基地局装置１１の将来の移動を予測し、予測される移動先に応じた制御情報を送信するものであってもよい。例えば、管理サーバ１２は、移動基地局装置１１から通知された位置情報の履歴から、その移動基地局装置１１の将来の移動を予測し、予測される移動先に応じた制御情報を移動基地局装置１１に送信すればよい。これによれば、移動基地局装置１１が高速で移動しても、その移動に迅速に追従して移動基地局装置１１の動作を制御することができる。管理サーバ１２は、移動基地局装置１１の軌道を示す軌道情報を予め保持しており、軌道情報を用いて移動基地局装置１１の移動を予測すればよい。

また更に、管理サーバ１２は、予測された移動先に応じた制御情報を移動基地局装置１１に送信した後、その移動基地局装置１１が予測通りの移動先に移動したときに、その移動基地局装置１１に制御情報の適用を指示することにしてもよい。移動基地局装置１１は、管理サーバ１２から制御情報を受信すると、ひとまず制御情報を保持しておき、管理サーバ１２から適用を指示された段階でその制御情報を適用すればよい。これによれば、移動基地局装置１１の移動に迅速に追従すると共に、確実に実際の移動先に合った制御情報を移動基地局装置１１に適用させることができる。

あるいは、管理サーバ１２は、予測された移動先に応じた制御情報を移動基地局装置１１に送信し、移動基地局装置１１は管理サーバ１２によって予測された移動先に移動したら制御情報を適用することにしてもよい。その場合、管理サーバ１２は、予測された移動先に応じた制御情報を、その移動先を示す移動先情報と共に移動基地局装置１１に送信する。移動基地局装置１１は、管理サーバ１２から制御情報および移動先情報を受信すると、その移動先情報に示された移動先に自身が移動したときに制御情報を適用する。これによっても、移動基地局装置１１の移動に迅速に追従すると共に、確実に実際の移動先に合った制御情報を移動基地局装置１１に適用させることができる。

図２は、本実施形態の移動基地局装置１１の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、移動基地局装置１１は、通信処理部２１、位置測定部２２、通知部２３、および動作制御部２４を有している。

移動基地局装置１１は、移動が可能な無線基地局装置であり、端末装置１６と無線で接続し、端末装置１６とネットワーク１５との通信を中継する。通信処理部２１は、アンテナ２５で端末装置１６に接続し、アンテナ２６でネットワーク１５に接続するためのバックボーン回線に接続し、端末装置１６とネットワーク１５との通信に関する処理を行う。この処理には、呼を接続するための制御やユーザデータの転送が含まれる。

位置測定部２２は、アンテナ２７でＧＰＳ衛星（不図示）からのＧＰＳ信号を受信することにより、自身の位置を測定する。

通知部２３は、位置測定部２２によって測定された位置を示す位置情報を、通信処理部２１からネットワーク１５経由で管理サーバ１２に通知する。

動作制御部２４は、管理サーバ１２からの制御情報を、通信処理部２１を介して受信し、その制御情報に従って通信処理部２１の動作を制御する。

管理サーバ１２から、移動先の予測に基づいて制御情報が実際の移動よりも先行して移動基地局装置１１に送信される場合、動作制御部２４は、管理サーバ１２から受信した制御情報をひとまず保持しておき、管理サーバ１２から適用を指示された段階で適用することにしてもよい。

あるいは、予測された移動先に応じた制御情報と、その移動先を示す移動先情報とが管理サーバ１２から送信されてくる場合、移動基地局装置１１は、それらを受信すると、その移動先情報に示された移動先に自身が移動したときに制御情報を適用することにしてもよい。

図３は、本実施形態の管理サーバ１２の構成を示すブロック図である。図３を参照すると、管理サーバ１２は基地局位置管理部３１および基地局制御部３２を有している。

基地局位置管理部３１は、各移動基地局装置１１からの位置情報をネットワーク１５経由で受信し、位置情報に示された各移動基地局装置１１の位置を管理する。

基地局制御部３２は、基地局位置管理部３１によって取得された各移動基地局装置１１の位置に応じて、各移動基地局装置１１で用いるべき制御情報を決定し、その制御情報をネットワーク１５経由で各移動基地局装置１１に送信する。具体例として、基地局制御部３２は、移動基地局装置１１の所在するエリアに応じたパラメータの値を制御情報として移動基地局装置１１に送信すればよい。例えば、基地局制御部３２は、各エリアを示すエリアＩＤと、そのエリアで用いる運用パラメータの値とを対応付けてテーブルに格納しておき、移動基地局装置１１から受信した位置情報に示された位置の属するエリアに対応する運用パラメータの値を制御情報として、その移動基地局装置１１に送信すればよい。

また、基地局制御部３２は、位置情報から移動基地局装置１１の将来の移動を予測し、予測される移動先に応じた制御情報を、移動基地局装置１１の実際の移動よりも先行して送信してもよい。その場合、基地局制御部３２は、予測された移動先に応じた制御情報を、その移動先を示す移動先情報と共に移動基地局装置１１に送信することにしてもよい。

あるいは、基地局制御部３２は、予測される移動先に応じた制御情報を移動基地局装置１１に送信した後、その移動基地局装置１１が予測通りの移動先に移動したときに、その移動基地局装置１１に制御情報の適用を指示することにしてもよい。図４は、予測される移動先に応じた制御情報を送信し、実際に移動したときに適用を指示する場合の基地局制御部３２の動作を示すフローチャートである。

図４を参照すると、まず、基地局制御部３２は、移動基地局装置１１から通知された位置情報に示された位置に基づいて、移動基地局装置１１の移動を予測する（ステップ１０１）。次に、基地局制御部３２は、移動基地局装置１１の予測された移動する位置が、移動基地局装置１１が現在所在するエリアと異なるエリアであるか否か判断する（ステップ１０２）。予測された移動先の位置が現在所在するエリアと異なるエリアでなければ、基地局制御部３２はステップ１０１に戻る。

予測された移動先の位置が現在所在するエリアと異なるエリアであれば、基地局制御部３２は、予測される移動先に合った制御情報を移動基地局装置１１に送信する（ステップ１０３）。

続いて、基地局制御部３２は、移動基地局装置１１から通知された位置情報に従って、移動基地局装置１１の位置を更新する（ステップ１０４）。次に、基地局制御部３２は、移動基地局装置１１が予測した通りの移動先のエリアに移動したか否か判断する（ステップ１０５）。移動基地局装置１１が予測した通りの移動先のエリアに移動していなければ、基地局制御部３２はステップ１０４に戻る。

移動基地局装置１１が予測した通りの移動先のエリアに移動していれば、基地局制御部３２は、ステップ１０３で送信した制御情報の適用を移動基地局装置１１に指示する（ステップ１０６）。

図５は、本実施形態の無線通信システムの適用例を示す図である。これは、移動基地局装置１１が移動体１０内の端末装置１６を接続する構成例である。ただし、移動体１０はシールドされておらず、移動体１０内の端末装置１６は移動基地局装置１１だけでなく、移動体１０外の周辺基地局装置４１に接続することもできる。移動体１０内の端末装置１６による負荷を移動基地局装置１１と周辺基地局装置４１とに分散させることができる。

図６は、本実施形態の無線通信システムの他の適用例を示す図である。これは、移動基地局装置１１が移動体１０外の端末装置１６を接続する構成例である。移動体１０外の端末装置１６は移動基地局装置１１と周辺基地局装置４１のいずれにも接続することができる。端末装置１６による負荷を移動基地局装置１１と周辺基地局装置４１とに分散させることができる。移動基地局装置１１へは、移動基地局装置１１が搭載された移動体１０と同様に移動可能な他の移動体５１内の端末装置１６と、いずれの移動体にも乗っていない端末装置１６の両方が接続できる。例えば、イベント会場や災害地のトラフィックを収容するために設置される移動基地局装置１１が想定される。また、移動体１０がマラソン中継の放送中継車両であり、移動体５１がランナーに伴走する伴走車両である場合が想定される。

図７は、本実施形態の無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。ここでは無線通信システムは移動基地局装置１１および管理サーバ１２の他に、周辺基地局装置４１を有しているものとする。

図７を参照すると、無線通信システムは、管理サーバ１２、周辺基地局装置４１、起動基地局装置１１、および端末装置１６が起動処理および初期設定を完了し（ステップ２０１）、通常の動作を開始する。通常動作において、移動基地局装置１１は、定期的に自身の所在位置を測定し、自身がエリアの境界（分界点）を通過したか否か判定する（ステップ２０２）。

管理サーバ１２は、周辺基地局装置４１および移動基地局装置１１を含む各基地局装置に基地局情報の報告を要求する。各基地局装置は、その要求を受けて、自身の基地局情報を管理サーバ１２に報告する（ステップ２０３）。基地局情報には、基地局装置の位置を示す位置情報や、設定されている運用パラメータが含まれている。

管理サーバ１２は、各基地局装置の位置を位置管理テーブルに記録しており、基地局情報の報告を受けると位置管理テーブルを更新する（ステップ２０４）。管理サーバ１２は、位置管理テーブルを更新すると、各基地局装置に周辺基地局情報を通知する（ステップ２０５）。周辺基地局情報は、周辺の基地局装置に関する情報であり、例えば、周辺の基地局装置で用いられている運用パラメータを含んでいる。この例では、移動基地局装置１１には周辺基地局装置４１に関する周辺基地局情報が通知され、周辺基地局装置４１には移動基地局装置１１に関する周辺基地局情報が通知される。

また、端末装置１６は、例えばユーザの所望によって起動基地局装置１１に通信開始を要求する（ステップ２０６）。その要求に応じて、移動基地局装置１１は、端末装置１６とネットワーク１５の間にデータ通信リンクを開設する（ステップ２０７）。データ通信リンクの開設により、端末装置１６はデータ通信が可能となる（ステップ２０８）。

移動基地局装置１１は、定期的に位置を測定し（ステップ２０９）、基地局情報の報告を管理サーバ１２に送信する（ステップ２１０）。管理サーバ１２は、必要に応じて、移動基地局装置１１に周辺基地局情報を通知する（ステップ２１１）。

また、管理サーバ１２は、移動基地局装置１１から通知される基地局情報に含まれている位置情報に基づいて、移動基地局装置１１の移動を予測している。移動基地局装置１１が分界点へ接近し、分界点を超えて異なるエリアに移動することが予測されると、管理サーバ１２は、移動の予測結果とともに、移動基地局装置１１がエリアを移動したら用いる運用パラメータを予め各基地局装置に通知する（ステップ２１２）。その際、管理サーバ１２は、移動基地局装置１１へは、分界点に接近していることおよび予測される移動先を含む分界点接近推測情報と、予測される移動先に入ったら用いるべき運用パラメータとを通知する。また、管理サーバ１２は、周辺基地局装置４１へは、周辺の移動基地局装置が分界点を超えて接近してくるという予測結果を含む移動基地局接近情報と、その移動基地局装置が分界点を超えたら周辺基地局装置４１で用いるべき運用パラメータとを通知する。また、管理サーバ１２は、基地局情報の報告を受けて位置管理テーブルを更新する（ステップ２１３）。

移動基地局装置１１における定期的な位置測定（ステップ２１４）の結果を含む基地局情報の報告（ステップ２１５）を受けた管理サーバ１２は、移動基地局装置１１が予測通りにエリアを移動したことを検出すると、先行して送信しておいた運用パラメータへの移行を移動基地局装置１１および周辺基地局装置４１に指示する（ステップ２１６）。移動基地局装置１１に接続している端末装置１６に通知すべき運用パラメータがあれば、移動基地局装置１１は、その運用パラメータの移動を端末装置１６に要求する（ステップ２１７）。

管理サーバ１２は、基地局情報の報告を受けて位置管理テーブルを更新する（ステップ２１８）。周辺基地局装置４１および移動基地局装置１１は、運用パラメータの移行の指示を受けて、動作に用いる運用パラメータを更新する（ステップ２１９）。そして、周辺基地局装置４１および移動基地局装置１１は、運用パラメータの移行を完了すると、そのことを管理サーバ１２に報告する（ステップ２２０）。

管理サーバ１２は、各基地局装置から受信した運用パラメータ移動完了報告に基づいて、各基地局装置へ新たな周辺基地局情報を通知するとともに（ステップ２２１）、位置管理テーブルを更新する（ステップ２２２）。

また、移動基地局装置１１における運用パラメータの移行に伴って必要があれば、移動基地局装置１１は、端末装置１６がデータ通信に用いているデータ通信リンクを新たなデータ通信リンクに移行する（ステップ２２３）。

次に、本実施形態の無線通信システムにおける運用パラメータ等、管理サーバ１２から移動基地局装置１１へ送信する制御情報の例について説明する。制御情報には、移動基地局装置１１の所在するエリアあるいは位置によって単純に決まるものの他に、単純な位置だけでなく、移動基地局装置１１あるいは更にその周辺状況に応じて決定されるものもある。

移動基地局装置１１における位置に依存するパラメータの例を以下に示す。

（ａ）自基地局運用形態選択
移動基地局装置１１の運用形態を示すパラメータである。

移動基地局装置１１は様々な用途に利用できるが、用途によって運用形態が異なる。路線バス車内、長距離バス車内、鉄道車内、新幹線車内、航空機内、船舶内、移動中継車（例えばマラソン中継車）、テーマパークや祭りや展示会などのイベント会場のように、移動基地局装置１１の設置場所によって運用形態が異なる場合がある。また、災害時の緊急回線の増設、高トラフィックエリア内一時回線増設のように、設置目的によって運用形態が異なる場合がある。

これらの運用形態によって移動基地局装置１１の移動の際の挙動が異なる。例えば、移動基地局装置１１の移動を予測する際には、どの程度の速度で移動することが想定されるかをパラメータとして考慮することにより予測精度が高まる。

例えば、自基地局運用形態選択を、移動における挙動に着目したパラメータとしてもよい。移動した後に固定基地局とするといった設定が可能である。また、低速（１０ｋｍ／ｈ程度）で移動する移動基地局装置であるという設定も可能である。あるいは、高速で移動する移動基地局装置であるという設定も可能である。

（ｂ）使用バックボーンシステム選択
移動基地局装置１１は様々なバックボーンシステムによってネットワーク１５に接続することができる。また、移動基地局装置１１は、移動に伴って、接続するバックボーンシステムを切り替えることにしてもよい。使用バックボーンシステム選択は、移動基地局装置１１を接続するバックボーンシステムを設定するパラメータである。このパラメータの設定を変更することにより、バックボーンを切り替えることができる。

図１の例では衛星回線によるバックボーンシステムが例示されているが、バックボーンシステムとして様々なシステムが利用できる。例えば、ＷｉＭＡＸ固定局宛ローミング、ＷｉＭＡＸ移動局宛ローミング、通信衛星回線、衛星電話回線、マイクロ波回線、携帯電話回線、鉄道無線、航空無線、消防／警察無線、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ Ｐｈｏｎｅ）回線、ＷｉＦｉホットスポットなどがある。

（ｃ）使用周波数帯域
移動基地局装置１１は所定の周波数帯の電波を使用して端末装置１６と接続する。エリアによって異なる周波数帯を使用することにしてもよい。その場合、移動基地局装置１１は所在位置によって周波数帯を切り替えることになる。使用周波数帯の例として、ＷｉＭＡＸシステムでは、２．５ＧＨｚ帯、３．５ＧＨｚ帯などがあり、ＷｉＦｉシステムでは、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯などがある。

（ｄ）使用チャネル帯域幅
移動基地局装置１１は所定のチャネル帯域幅を使用して端末装置１６と接続する。エリアによって異なるチャネル帯域幅を使用することにしてもよい。その場合、移動基地局装置１１は所在位置によってチャネル帯域幅を切り替えることになる。チャネル帯域帯の例として、ＷｉＭＡＸシステムでは、７ＭＨｚ幅、１０ＭＨｚ幅などがあり、ＷｉＦｉシステムでは、５ＭＨｚ幅、１０Ｍｈｚ幅などがある。

（ｅ）使用周波数チャネル／変更周波数チャネル
移動基地局装置１１は、移動に伴って、端末装置１６と接続するためのチャネル番号または中心周波数を変更してもよい。その場合、移動基地局装置１１の移動に伴い、周辺基地局装置４１に合わせて値を変更すればよい。

（ｆ）使用変調方式／コーディングレート
移動基地局装置１１は、移動に伴って、端末装置１６と接続するための符号化方式と誤り訂正符号化率との組み合わせを変更してもよい。符号化方式と誤り訂正符号化率との組み合わせの例として、ＷｉＭＡＸシステムでは、ＢＰＳＫ−１／２、ＱＰＳＫ−３／４、１６ＱＡＭ−３／４などがある。

（ｇ）使用送信出力パワーとダイナミックレンジ
移動基地局装置１１は、移動に伴って、端末装置１６への信号の送信に用いる送信出力パワーまたはダイナミックレンジを変更してもよい。例えば、送信出力可変範囲のダイナミックレンジを＋２０〜４０ｄＢｍというように設定するとともに、送信出力を１ｄＢごとに段階的な指定してもよい。周辺に他の基地局装置が密集している地域では、周辺基地局装置４１への干渉を抑制するために、送信出力を低下させることにより、スループットを落として接続を確保することができる。

（ｈ）アンテナ選択
移動基地局装置１１は、エリアの変更に伴って、使用するアンテナを切り替えてもよい。また、移動基地局装置１１は、移動に伴って、アンテナの指向方向を切り替えてもよい。例えば、オムニアンテナからセクタアンテナへと切り替えることにより、通信方向を絞り込んでもよい。

（ｉ）周辺基地局情報
移動基地局装置１１は、移動に伴って変化する周辺基地局の状況に応じて運用パラメータを自律的に制御することにしてもよい。例えば、移動基地局装置１１は、周辺基地局装置４１で用いられている運用パラメータの通知を受け、自局で用いる運用パラメータを決定してもよい。通知される周辺基地局装置４１の運用パラメータの例として上述した（ｃ）〜（ｇ）などがある。

（ｊ）周辺基地局接近情報
移動基地局装置１１は、移動に伴って接近する周辺基地局に応じて運用パラメータを自律的に制御することにしてもよい。例えば、一定の軌道上を移動する軌道型や、一定のルートを移動するルート移動型であれば、移動基地局装置１１は、周辺の固定基地局あるいは移動基地局の位置あるいは速度から、周辺基地局と接近することおよび接近する時刻を推定できる。

（ｋ）周辺トラフィック状況
移動基地局装置１１は、移動に伴う、周辺基地局のトラフィック状況の変化に応じて運用パラメータを自律的に制御することにしてもよい。移動基地局装置１１は、自局におけるトラフィック状況と、周辺基地局装置４１におけるトラフィック状況とに基づいて、運用パラメータを切り替えることにしてもよい。

（ｌ）端末管理・課金種別・ＱｏＳ制御種別
移動基地局装置１１の移動による運用変更で課金方法が変更されることがあり得る。例えばバックボーン回線の切り替えによって、通信帯域クラスが変更され、スループットおよび課金方法が変更されることがある。通信帯域クラスとしてベストエフォートあるいは一定帯域確保というＱｏＳ設定がある。端末装置１６によって用いられるパラメータが変更となる場合、管理サーバ１２から移動基地局装置１１経由で端末装置１６へパラメータを通知すればよい。

（ｍ）速度情報
管理サーバ１２が移動基地局装置１１の測位結果の履歴から簡易的に移動速度を計算し、それを移動基地局装置１１に通知してもよい。移動基地局装置１１は、通知された移動速度を利用して、運用パラメータの切り替えタイミングを決定してもよい。

（ｎ）同報情報
端末装置１６に同報通知を受信するための専用アプリケーションを予めインストールしておき、エリアに応じた一斉同報通知としてイベント情報を通知することにしてもよい。一斉同報通知の例として、測位情報を基にした県境通過案内、ローカルイベント案内、テーマパーク内のアトラクション説明動画配信、緊急地震速報配信、周辺のトラフィック状況の案内などがある。

次に、運用パラメータの選択など、管理サーバ１２が状況に応じて制御情報を決定する場合の例について説明する。移動基地局装置１１の所在するエリアあるいは位置によって単純に決まる制御情報（運用パラメータ等）の他に、移動に伴う周辺状況の変化等に応じて決定される制御情報がある。

（ａ） 移動基地局装置１１を搭載する移動体１０内が電磁波シールド空間であり、移動体１０がある場所にいるときにドアが開かれるという状況を想定する。移動基地局装置１１はドアが閉まっている間は移動体１０内の端末装置１６とのみ接続し、ドアが開いているときには移動体１０外の端末装置１６とも接続するとする。その場合、移動基地局装置１１の位置によって、移動基地局装置１１の送信出力パワーを制御してもよい。

（ｂ） 移動基地局装置１１があるエリアに侵入すると、その移動基地局装置１１に接続している端末装置１６は、そのエリアにある他の基地局装置へのハンドオーバやローミングが可能となる。移動基地局装置１１と他の基地局装置とが同一キャリアによって運営されるものであればハンドオーバが可能であり、それらが異なるキャリアによって運営されるものであればローミングが可能である。その場合に、ハンドオーバあるいはローミングが可能である旨を管理サーバ１２から移動基地局装置１１へ通知してもよい。

また同様に、移動基地局装置１１があるエリアから離脱するとき、他の基地局装置へハンドオーバあるいはローミングしていた端末装置１６を移動基地局装置１１に再接続することも可能である。

（ｃ） 移動基地局装置１１を搭載する移動体１０に電磁波シールド機能が無ければ、移動基地局装置１０は所在位置によって出力を制御する必要がある場合がある。例えば、周辺基地局装置４１に影響しないように出力パワーを低下させたり、周辺基地局装置４１で使用されていない周波数チャネルへ移行したりすることが考えられる。

（ｄ） 移動基地局装置１１が移動して固定ホットスポットの領域に侵入した場合バックボーン回線を低速回線から、周辺の固定基地局装置を介した高速通信回線に切り替えてもよい。例えば、鉄道車両が駅に停車した場合、鉄道車両に搭載された移動基地局装置１１を路側に設置された固定基地局装置と接続し、バックボーンを局所固定通信による高速通信に一時的に切り替えてもよい。

（ｅ） 移動基地局装置１１の移動に伴って変化する周辺基地局の状況に応じて、管理サーバ１２は移動基地局装置１１の運用パラメータを制御することにしてもよい。例えば、管理サーバ１２は、周辺基地局装置４１で用いられている運用パラメータの通知を受け、移動基地局装置１１で用いる運用パラメータを決定してもよい。

（ｆ） 管理サーバ１２は、移動基地局装置１１に接近する周辺基地局に応じて、移動基地局装置１１を制御することにしてもよい。例えば、移動基地局装置１１が一定の軌道上を移動する軌道型や、一定のルートを移動するルート移動型であれば、管理サーバ１２は、周辺の固定基地局あるいは移動基地局の位置あるいは速度から、周辺基地局と接近することおよび接近する時刻を推定できる。

（ｇ） 管理サーバ１２は、移動基地局装置１１の周辺基地局のトラフィック状況の変化に応じて、移動基地局装置１１を制御することにしてもよい。移動基地局装置１１および固定基地局装置を含む各基地局装置が自局トラフィック状況を管理サーバ１２に報告し、管理サーバ１２は、各基地局装置の周辺のトラフィックの混雑状況や干渉状況に応じて、各基地局装置を制御すればよい。

管理サーバ１２は、例えば、自身の管理下にある全ての基地局装置（移動基地局装置１１および固定基地局装置を含む）に関する各種情報を管理テーブルで一括管理し、各基地局装置に設定する情報を管理テーブル全体から総合的に判断して決定することにしてもよい。例えば、管理サーバ１２は、管理テーブルの各種情報を適宜更新しており、その情報の一部を制御情報として各基地局装置に通知することにしてもよい。

図８Ａ〜Ｃは、管理サーバ１２上の管理テーブルの一例を示す図である。ここでは図８Ａ〜Ｃの３つに分割して示しているが、管理サーバ１２は、これらを１つのテーブルとして保持してもよく、それぞれ毎に保持してもよい。管理テーブルには、各基地局装置に対応付けて、各基地局装置に関する各種情報が記録されている。その情報の中には、一旦設定されるとほとんど変更されることのない固定的なパラメータ、運用中の状況に応じて調整されるパラメータ、当該基地局装置の移動に伴って逐次変更されるパラメータ、さらには周辺基地局装置の移動に伴って逐次変更されるパラメータ等が含まれている。

例えば、基地局ＩＤやセクタＩＤは一旦設定されるとほとんど変更されないが、使用バックボーンシステムは基地局装置の位置に応じて変更されうる。また、周辺基地局情報は当該基地局装置の位置だけでなく他の基地局装置の位置および情報によっても変更されうる。また、使用チャネル帯域幅、使用周波数帯域、使用周波数チャネル、送信出力、送信出力ダイナミックレンジ、アンテナ選択などは、当該基地局装置のセルと周辺基地局装置のセルとの相互関係から適切な値に制御するのが好適である。

また、ムービングネットワークの例では、移動基地局装置１１の移動に伴って、その移動基地局装置１１の接続する固定基地局装置が切り替わる。各固定基地局装置のセル毎にトラフィックの状況が異なれば、管理サーバ１２は移動基地局装置１１のパラメータを位置情報に応じて変更することにしてもよい。それにより、ムービングネットワークにおいて、管理サーバ１２は、移動基地局装置１１のパラメータとして、固定基地局装置のトラフィック状況に応じた適切な値を選択することができる。

ムービングネットワークの例では、さらに、管理サーバ１２が移動基地局装置１１の将来の移動を予測し、移動先での移動基地局装置１１のパラメータを移動基地局装置１１に通知したり、または移動基地局装置１１の予測される次の接続先の固定基地局装置にパラメータを予め通知したりしておいてもよい。これによれば、移動基地局装置１１が高速で移動しても、その移動に迅速に追従して移動基地局装置１１あるいは固定基地局装置の動作を制御することができる。

以上、本発明の実施形態について述べてきたが、本発明は、これらの実施形態だけに限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、これらの実施形態を組み合わせて使用したり、一部の構成を変更したりしてもよい。

本実施形態の無線通信システムを示すシステム構成図である。 本実施形態の移動基地局装置１１の構成を示すブロック図である。 本実施形態の管理サーバ１２の構成を示すブロック図である。 予測される移動先に応じた制御情報を送信し、実際に移動したときに適用を指示する場合の基地局制御部３２の動作を示すフローチャートである。 本実施形態の無線通信システムの適用例を示す図である。 本実施形態の無線通信システムの他の適用例を示す図である。 本実施形態の無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 管理サーバ１２上の管理テーブルの一例を示す図である。 管理サーバ１２上の管理テーブルの一例を示す図である。 管理サーバ１２上の管理テーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１０、５１ 移動体
１１ 移動基地局装置
１２ 管理サーバ
１３ 衛星回線
１４ バックボーン基幹局
１５ ネットワーク
１６ 端末装置
２１ 通信処理部
２２ 位置測定部
２３ 通知部
２４ 動作制御部
２５〜２７ アンテナ
３１ 基地局位置管理部
３２ 基地局制御部
４１ 周辺基地局装置

Claims (16)

1. 端末装置と接続する、移動が可能な移動基地局装置と、
   前記移動基地局装置を集中管理する管理サーバと、を有し、
   前記移動基地局装置は自身の位置を測定し、該位置を示す位置情報を前記管理サーバに通知し、
   前記管理サーバは、前記移動基地局装置から通知された前記位置情報に応じて、前記移動基地局装置の動作を規定する制御情報を該移動基地局装置に送信し、
   前記移動基地局装置は、前記管理サーバから受信した前記制御情報を用いて動作し、
   前記管理サーバは、前記移動基地局装置の移動に伴って、該移動基地局装置が接続する周辺の基地局装置のトラフィック状況と干渉状況の少なくとも一方に応じて、前記移動基地局装置に送信する前記制御情報を変更して制御する、無線通信システム。
2. 前記移動基地局装置は、該移動基地局装置と共に移動する端末装置と接続する、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記管理サーバは、前記移動基地局装置から通知された前記位置情報の履歴から、該移動基地局装置の将来の移動を予測し、予測される移動先に応じた制御情報を該移動基地局装置に送信する、請求項１または２に記載の無線通信システム。
4. 前記管理サーバは、前記予測された移動先に応じた制御情報を該移動基地局装置に送信した後、該移動基地局装置が該移動先に移動したら、該移動基地局装置に前記制御情報の適用を指示し、
   前記移動基地局装置は、前記管理サーバから前記制御情報を受信すると該制御情報を保持し、前記管理サーバから指示されると該制御情報を適用する、請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記管理サーバは、前記予測された移動先に応じた制御情報を、該移動先を示す移動先情報と共に前記移動基地局装置に送信し、
   前記移動基地局装置は、前記管理サーバから前記制御情報および前記移動先情報を受信し、自身が該移動先情報に示された前記移動先に移動したら該制御情報を用い始める、請求項３に記載の無線通信システム。
6. 前記管理サーバは、前記移動基地局装置の軌道を示す軌道情報を予め保持しており、該軌道情報を用いて前記移動基地局装置の移動を予測する、請求項３から５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 前記制御情報は、前記移動基地局装置の動作を規定する運用パラメータである、請求項１から６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
8. 前記管理サーバは、更に、前記移動基地局装置から通知された前記位置情報に応じた制御情報を、該移動基地局装置の周辺の基地局装置に送信する、請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
9. 前記管理サーバは、前記移動基地局装置の位置および移動速度に基づいて、前記移動基地局装置に送信する前記制御情報を決定する、請求項１から８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
10. 前記移動基地局装置は、該移動基地局装置が搭載された移動体外の前記周辺の基地局装置および該移動体内の前記端末装置に対して共に、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムで接続する、請求項１から９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
11. 前記制御情報には、
    前記移動基地局装置が接続するバックボーンシステムの選択、
    前記移動基地局装置が使用する周波数帯域、チャネル帯域幅、チャネル番号／中心周波数または変調方式／コーディングレートまたは送信出力パワー／ダイナミックレンジ、アンテナ、
    前記端末装置に対する通信帯域クラス、課金方法、同報情報、
    のいずれかを含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
12. 端末装置と接続する、移動が可能な移動基地局装置の位置を示す位置情報を前記移動基地局装置から取得する基地局位置管理手段と、
    前記基地局位置管理手段によって管理されている前記位置情報に応じて、前記移動基地局装置の動作を規定する制御情報を前記移動基地局装置に送信する基地局制御手段と、を有し、
    前記移動基地局装置の移動に伴って該移動基地局装置が接続する周辺の基地局装置のトラフィック状況と干渉状況の少なくとも一方に応じて、前記移動基地局装置に送信する前記制御情報を変更して制御する、管理サーバ。
13. 前記基地局制御手段は、前記基地局位置管理手段によって取得された前記位置情報の履歴から、前記移動基地局装置の将来の移動を予測し、予測される移動先に応じた制御情報を該移動基地局装置に送信する、請求項１２に記載の管理サーバ。
14. 前記移動基地局装置は、該移動基地局装置が搭載された移動体外の前記周辺の基地局装置および該移動体内の前記端末装置に対して共に、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムで接続する、請求項１２または１３に記載の管理サーバ。
15. 前記制御情報には、
    前記移動基地局装置が接続するバックボーンシステムの選択、
    前記移動基地局装置が使用する周波数帯域、チャネル帯域幅、チャネル番号／中心周波数または変調方式／コーディングレートまたは送信出力パワー／ダイナミックレンジ、アンテナ、
    前記端末装置に対する通信帯域クラス、課金方法、同報情報、
    のいずれかを含む、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の管理サーバ。
16. 端末装置と接続する、移動が可能な移動基地局装置の位置を示す位置情報を前記移動基地局装置から取得し、
    取得された前記位置情報に応じて、前記移動基地局装置の動作を規定する制御情報を前記移動基地局装置に送信し、
    前記移動基地局装置の移動に伴って該移動基地局装置が接続する周辺の基地局装置のトラフィック状況と干渉状況の少なくとも一方に応じて、前記移動基地局装置に送信する前記制御情報を変更して制御する、移動基地局制御方法。

Images