JP5819499B1 - 無線制御局及び移動速度算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク側における移動局の移動速度の推定精度を向上させることを目的とする。【解決手段】無線基地局を介して移動局と通信する無線制御局は、移動局が通信している無線基地局のセルの位置情報を取得し、取得した位置情報と、当該位置情報を取得した時刻とを位置情報記憶部に記憶する位置情報取得部と、前記位置情報記憶部に記憶された所定数の位置情報及び所定数の時刻の平均を求めることにより、それぞれ平均位置情報及び平均位置取得時刻を求め、平均位置情報及び平均位置取得時刻から移動局の移動速度を求める移動速度算出部とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、無線制御局及び移動速度算出方法に関する。

一般的に、移動無線通信システムにおいて、通信中の移動局の移動速度に応じたパラメータの動的な制御が行われることがある。具体的には、ネットワークから移動速度に応じたパラメータを移動局に通知し、移動局にて自身の移動速度を検出し、検出した移動速度によって使用するパラメータを変更する。一例として、移動局が検出した移動速度によって無線品質の測定パラメータを変更することが考えられている（特許文献１参照）。

移動局が移動速度を検出するためには、移動局は、ＧＰＳ（Global Positioning System）測位等により、移動局の位置を測定し、移動速度を推定する必要がある。また、無線基地局から受信した基地局識別子に基づいて無線基地局の緯度及び経度を取得することにより、移動局の位置を測定し、移動速度を推定することも検討されている（特許文献２参照）。

特開２００９−２８４２５２号公報 特開２０１４−０１６３４０号公報

上記のような移動速度の推定は、移動局における位置の検出を前提としており、位置又は移動速度を検出する機能を有さない移動局について移動速度を推定することはできない。その結果、位置又は移動速度を検出する機能を有さない移動局に対して、移動速度に応じたパラメータの動的な制御を行うことは不可能になる。

一方、ネットワーク側にて、移動局が通信しているセルの構成に追加又は変更があった場合、移動局がそのセルの中点に存在するとみなして、移動局の位置を検出することが可能である。

例えば、ネットワーク（特に、無線制御局）にて移動速度を検出する場合、ネットワークにて、移動局のある時刻での位置情報と、その時刻を保持する必要がある。ネットワークが移動局の移動を検出した時点で、移動局の位置及び時刻を検出する。移動を検出するタイミングは、移動局で通信するセルに追加又は変更があった場合である。そのような場合、移動局からネットワークへメッセージが通知されるため、ネットワークで移動局が移動したことを検出可能である。またネットワークへ通知されたメッセージを受信した時刻を、移動局が移動した時刻としてネットワークで保持する。なお、移動局の位置情報の検出のために、ネットワークにてセルの中点を位置情報として予め記憶しておくものとする。移動局は通信中セルの中点に存在するとみなし、ネットワークにて、通信中セルの中点を移動局の位置情報として記憶する。このように検出した移動局の位置及び時刻から、それぞれ移動距離及び移動時間を求め、移動速度を算出することができる。

上記のような移動速度算出方法を実施するネットワークの場合、セル端を移動する移動局においては、同一時間内においてネットワークで計算される移動距離が実際の移動距離より長くなり、実際の移動局の移動速度より速い移動速度を算出してしまう問題がある。

図１及び図２は、移動局の実際の移動距離とネットワークで認識する移動距離との差を示す図である。

図１において、移動局は時刻Ｔ１においてセルＡで通信中であり、時刻Ｔ２においてセルＢで通信中であるものとする。実際の移動局の移動距離は、セルＡのセル端からセルＢのセル端までのＤとなるが、ネットワークで算出される移動距離は、セルＡの中点Ｐｏｓ１とセルＢの中点Ｐｏｓ２との間の距離（Ｐｏｓ２−Ｐｏｓ１）となる。その結果、実際の移動速度はＤ／（Ｔ２−Ｔ１）であるのに対し、ネットワークで算出される移動速度は（Ｐｏｓ２−Ｐｏｓ１）／（Ｔ２−Ｔ１）となる。このようにネットワークで算出される移動距離は実際の移動距離より長くなるため、移動速度誤差が生じる。

図２にも、実際の移動局の移動距離と、ネットワークにて認識する移動局の移動距離との差を示している。図２からも分かるように、実際の移動距離（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）とネットワークで算出される移動距離｛（Ｐｏｓ２−Ｐｏｓ１）＋（Ｐｏｓ３−Ｐｏｓ２）＋（Ｐｏｓ４−Ｐｏｓ３）｝に差が発生することに起因して、ネットワークで検出する移動速度に差が発生する。

上記のような問題を解決するため、本発明は、ネットワーク側における移動局の移動速度の推定精度を向上させることを目的とする。

本発明の一形態に係る無線制御局は、
無線基地局を介して移動局と通信する無線制御局であって、
移動局が通信している無線基地局のセルの位置情報を取得し、取得した位置情報と、当該位置情報を取得した時刻とを位置情報記憶部に記憶する位置情報取得部と、
前記位置情報記憶部に記憶された所定数の位置情報及び所定数の時刻の平均を求めることにより、それぞれ平均位置情報及び平均位置取得時刻を求め、平均位置情報及び平均位置取得時刻から移動局の移動速度を求める移動速度算出部と、
を有することを特徴とする。

また、本発明の一形態に係る移動速度算出方法は、
無線基地局を介して移動局と通信する無線制御局における移動速度算出方法であって、
移動局が通信している無線基地局のセルの位置情報を取得するステップと、
取得した位置情報と、当該位置情報を取得した時刻とを位置情報記憶部に記憶するステップと、
前記位置情報記憶部に記憶された所定数の位置情報及び所定数の時刻の平均を求めることにより、それぞれ平均位置情報及び平均位置取得時刻を求めるステップと、
平均位置情報及び平均位置取得時刻から移動局の移動速度を求めるステップと、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、ネットワーク側における移動局の移動速度の推定精度を向上させることが可能になる。

移動局の実際の移動距離とネットワークで認識する移動距離との差を示す図（その１） 移動局の実際の移動距離とネットワークで認識する移動距離との差を示す図（その２） 本発明の実施例に係る無線通信システムの概略図 本発明の実施例に係る無線制御局の機能ブロック図 本発明の実施例に係る無線制御局において位置情報を取得するためのシーケンス図 本発明の実施例に係る無線制御局における移動速度算出方法の概念図 本発明の実施例に係る無線制御局の位置情報記憶部に記憶される情報の例を示す図

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

本発明の実施例では、無線基地局を介して移動局と通信する無線制御局における移動速度算出方法について説明する。

無線制御局は、複数の無線基地局を制御しているため、移動局が通信しているセルの構成に追加又は変更があったことを把握することができる。このような場合、無線制御局は、移動局が通信している無線基地局のセルの位置情報と、当該位置情報を取得した時刻とを記憶する。無線制御局は、記憶された所定数の位置情報及び所定数の時刻の平均を求めることにより、それぞれ平均位置情報及び平均位置取得時刻を求め、平均位置情報及び平均位置取得時刻から移動局の移動速度を求めることができる。

以下の実施例では、このような無線制御局を含む無線通信システムの構成及び動作について詳細に説明する。

図３は、本発明の実施例に係る無線通信システムの概略図である。本発明の実施例に係る無線通信システムは、無線制御局１０と、無線基地局２０Ａ、２０Ｂと、移動局３０とを含む。図３では、便宜的に１つの無線制御局１０と、２つの無線基地局２０Ａ、２０Ｂと、１つの移動局３０とが示されているが、如何なる数の無線制御局、無線基地局及び移動局が無線通信システムに含まれてもよい。

移動局３０は、無線基地局２０Ａ、２０Ｂとの間でいずれかのキャリア周波数を用いて信号を送受信する装置である。無線基地局２０Ａ、２０Ｂがカバーするエリアはセルと呼ばれ、図３に示すように、セルの一部は重複してもよい。移動局３０は、時刻Ｔ１においてセルＡで通信中であり、時刻Ｔ２においてセルＡとセルＢとのダイバーシティハンドオーバ状態で通信中であり、時刻Ｔ３においてセルＢで通信中であるものとする。

無線制御局１０は、複数の無線基地局２０Ａ、２０Ｂを管理しており、移動局３０が無線基地局に対してセルの追加又は変更を行ったことを把握することができる。具体的には、無線制御局１０は、図４に示すように、セル設定部１０１と、セル情報記憶部１０３と、位置情報取得部１０５と、位置情報記憶部１０７と、移動速度算出部１０９とを有する。

セル設定部１０１は、移動局３０からの要求に応じてセルの追加又は変更を行う。セルの追加又は変更の具体的な手順は以下に説明する。

セル情報記憶部１０３は、セルの位置情報を記憶する記憶装置である。例えば、セル情報記憶部１０３は、無線基地局２０Ａ配下のセルＡの位置情報として、セルＡの中点Ｐｏｓ１を予め記憶しており、無線基地局２０Ｂ配下のセルＢの位置情報として、セルＢの中点Ｐｏｓ３を予め記憶している。

位置情報取得部１０５は、通信中の移動局３０の位置情報を取得する。無線制御局１０は、セル設定部１０１において移動局３０が通信しているセルを把握することができるため、位置情報取得部１０５は、移動局３０が通信している無線基地局のセルの位置情報を取得することができる。移動局３０が単一のセルで通信している場合は、位置情報取得部１０５は、通信中セルの中点に移動局が存在するとみなし、セル情報記憶部１０３に記憶されている通信中セルの中点を移動局の位置情報として取得する。移動局３０が複数のセルで通信している場合は、位置情報取得部１０５は、複数のセルの中点を、セル情報記憶部１０３に記憶されている各通信中セルの中点から算出し、算出した中点に移動局が存在するとみなし移動局の位置情報として取得する。そして、位置情報取得部１０５は、取得した位置情報を、当該位置情報を取得した時刻と共に、位置情報記憶部１０７に記憶する。

例えば、移動局３０がセルＡのみと通信している時刻Ｔ１においては、位置情報取得部１０５は、移動局３０の位置を通信中セルＡの中点であるＰｏｓ１に存在するとみなして位置情報Ｐｏｓ１と、位置情報を取得した時刻Ｔ１を位置情報記憶部１０７に記憶する。

その後、移動局３０がセルＡからセルＢ方向に移動し、時刻Ｔ２においてセルＡとセルＢとの両セルにてダイバーシティハンドオーバ状態で通信している場合は、位置情報取得部１０５は、セルＡの位置情報Ｐｏｓ１とセルＢの位置情報であるＰｏｓ３との中点の位置情報であるＰｏｓ２＝（Ｐｏｓ１＋Ｐｏｓ３）／２と、位置情報を取得した時刻Ｔ２を位置情報記憶部１０７に記憶する。

位置情報記憶部１０７は、位置情報取得部１０５により取得された位置情報と、時刻とを対応付けて記憶する記憶装置である。無線制御局１０が移動局の位置情報及び位置情報を取得した時刻を記憶するタイミングとしては、移動局がセルの追加又は変更を行ったタイミングになる。

図５は、本発明の実施例に係る無線制御局１０において位置情報を取得するためのシーケンス図である。移動局３０がセルＡからセルＢ方向に移動し、例えば、セルＢの受信品質が閾値を上回った場合、移動局３０は、無線制御局１０に対してセルＢの追加を要求する（Ｓ１０１）。無線制御局１０のセル設定部１０１は、セルＢの追加を許可する場合、追加指示メッセージを移動局３０に送信する（Ｓ１０３）。移動局３０は、セルＢの設定が完了した場合、追加完了メッセージを無線制御局１０に通知する（Ｓ１０５）。セルＢの追加完了メッセージを受信した後に、無線制御局１０の位置情報取得部１０５は、セルＢの中点の位置を用いて、移動局３０の位置情報を取得する（Ｓ１０７）。例えば、時刻Ｔ２においてセルＡで通信中にセルＢが追加され、セルＢの追加完了メッセージが受信された場合、上記のように、位置情報取得部１０５は、移動局３０の位置情報としてＰｏｓ２＝（Ｐｏｓ１＋Ｐｏｓ３）／２を算出し、位置情報記憶部１０７に記憶する。

同様に、移動局３０がセルＢ方向に更に移動し、時刻Ｔ３においてセルＢと通信中である場合は、無線制御局１０の位置情報取得部１０５は、セルＢの位置情報Ｐｏｓ３と位置情報を取得した時刻Ｔ３を位置情報記憶部１０７に記憶する。この場合も、図５を参照して説明した手順と同様に、無線制御局１０が移動局３０の位置情報及び位置情報を保持した時刻を記憶するタイミングは、移動局３０がセルの追加又は変更を行ったタイミングとなる。具体的には、セルＡの削除完了メッセージを移動局３０から受信したタイミングとなる。

移動速度算出部１０９は、位置情報記憶部１０７に記憶された位置情報及び時刻をもとに、移動局３０の移動速度を算出する。具体的には、移動速度算出部１０９は、平均位置情報の変化量及び平均位置取得時刻の変化量から、それぞれ移動局の移動距離及び移動時間を求め、移動速度を求める。ここでは、移動速度を算出する前提条件として、３つの記憶した"位置情報及び位置情報を取得した時刻"から"平均位置情報及び平均位置取得時刻"を求め、３つ前の"平均位置情報及び平均位置取得時刻"から移動局の移動速度を求めることとする。ただし、"平均位置情報及び平均位置取得時刻"を求めるための"位置情報及び位置情報を取得した時刻"の数は、３つに制限されることなく、如何なる数が用いられてもよい。同様に、移動局の移動速度を求めるための"平均位置情報及び平均位置取得時刻"も、３つ前に制限されることなく、他の平均位置情報及び平均位置取得時刻が用いられてもよい。

図６は、本発明の実施例に係る無線制御局における移動速度算出方法の概念図である。上記のように、位置情報取得部１０５により取得された位置情報Ｐｏｓ１〜Ｐｏｓ１１が位置情報記憶部１０７に記憶される。移動速度算出部１０９は、３つの位置情報Ｐｏｓ１〜Ｐｏｓ３から、平均位置情報ＡＰｏｓ１＝（Ｐｏｓ１＋Ｐｏｓ２＋Ｐｏｓ３）／３を求める（Ｓ２０１）。また、ＡＰｏｓ１に対応する平均位置取得時刻ＡＴ１＝Ｔ１＋（Ｔ３−Ｔ１）／２を求める。そして、平均位置情報ＡＰｏｓ（ＡＰｏｓ１，ＡＰｏｓ２，・・・，ＡＰｏｓ９）と平均位置取得時刻ＡＴ（ＡＴ１，ＡＴ２，・・・，ＡＴ９）を位置情報記憶部１０７に記憶する（Ｓ２０３）。この図から、平均位置情報ＡＰｏｓと平均位置取得時刻ＡＴを用いることにより、単に位置情報Ｐｏｓ１〜Ｐｏｓ１１と時刻Ｔ１〜Ｔ１１を用いるよりも、実際の移動距離との差が小さくなることが分かる。そして、平均位置情報ＡＰｏｓと平均位置取得時刻ＡＴから、移動局の移動速度Ｓを求める（Ｓ２０５）。移動速度Ｓの具体的な求め方は図７を参照して以下に説明する。

図７は、位置情報記憶部１０７に記憶される情報の例を示す図である。上記のように、位置情報記憶部１０７は、位置情報取得部１０５により取得された位置情報と、時刻とを対応付けて記憶している。

時刻Ｔ３において、位置情報記憶部１０７の記憶情報を図７の"Ｔ３時点で保持する情報"という枠で囲まれた部分とする。移動速度算出部１０９ではＴ３で記憶する"位置情報及び位置情報を取得した時刻"を含め、３つの記憶した"位置情報及び位置情報を取得した時刻"から"平均位置情報及び平均位置取得時刻"を算出し、位置情報記憶部１０７に記憶する。

時刻Ｔ５において、３つの"平均位置情報及び平均位置取得時刻"が算出され、位置情報記憶部１０７に記憶される。この状態から、時刻Ｔ６において移動局の位置情報Ｐｏｓ６及び時刻Ｔ６が取得された場合、移動速度算出部１０９は、平均位置情報ＡＰｏｓ４＝（Ｐｏｓ４＋Ｐｏｓ５＋Ｐｏｓ６）／３及び平均位置取得時刻ＡＴ４＝Ｔ４＋（Ｔ６−Ｔ４）／２を求め、位置情報記憶部１０７に記憶する。更に、移動速度算出部１０９は、記憶する３つ前の情報である平均位置情報ＡＰｏｓ１及び平均位置取得時刻ＡＴ１と、記憶する平均位置情報ＡＰｏｓ４と平均位置取得時刻Ｔ４から時刻Ｔ６における移動局の移動速度Ｓ１＝（ＡＰｏｓ４−ＡＰｏｓ１）／（ＡＴ４−ＡＴ１）を求めて位置情報記憶部１０７に記憶する。時刻Ｔ６における位置情報記憶部１０７の記憶情報は図７の"Ｔ６時点で保持する情報"という枠で囲まれた部分となる。

時刻Ｔ６以降においても同様に移動速度を算出することができる。このように無線制御局で算出された移動速度を用いて、ネットワーク側で移動速度に応じた制御が実施可能になる。

無線制御局１０は複数の移動局と通信するため、移動局を識別するために、移動機識別子が用いられてもよい。移動局が終話時などにアイドルモードに遷移する際に、位置情報記憶部１０７に記憶している位置情報、位置情報を保持した時刻、平均位置情報、平均位置取得時刻を移動機識別子に関連付けて記憶する。移動局の発信の際には、移動機識別子から当該移動局の情報が位置情報記憶部１０７に記憶されているかを判定し、同一移動局の情報が保持されていた場合、移動速度算出部１０９は、同一の移動機識別子に関連付けられた位置情報、位置情報を保持した時刻、平均位置情報、平均位置取得時刻に基づいて、終話前から継続して移動局の移動速度を求めてもよい。

＜実施例の効果＞
本発明の実施例によれば、移動局の機能に制限されることなく、ネットワーク側で移動局の移動速度を検出することが可能となる。そして、電車のような動く物に対して移動速度検出の精度が向上する。具体的には、移動局の位置情報及び時刻から算出された複数の平均位置情報及び平均位置取得時刻から、移動局の移動速度を算出することにより、移動速度検出の精度が向上する。その結果、移動速度を用いて実施する制御の効果を向上させることが可能となる。

移動速度を検出するための位置情報としてセルの中点を用いることにより、ネットワーク側で容易に位置情報を把握することが可能になる。移動局が複数のセルで通信している場合には、複数のセルの中点を用いることで、位置情報の取得の精度が向上する。また、通信中セルの構成に追加又は変更があった場合、位置情報を取得することにより、複数の無線基地局を制御する無線制御局にて移動速度の算出が可能になる。

更に、移動機識別子を用いることにより、終話時に移動局の位置情報及び時刻、複数の平均位置情報及び平均位置を保持し、再発信時に保持した情報も用いて移動速度を算出することができる。

また、バッテリー消費量抑制を目的としたＦａｓｔ Ｄｏｒｍａｎｃｙ機能が搭載されている移動局の場合、ユーザ操作に関係なく終話するため、移動中に発信及び終話を繰り返した場合、ネットワークで移動速度を検出することが困難になる。本発明の実施例によれば、Ｆａｓｔ Ｄｏｒｍａｎｃｙ機能を有する移動局に対しても、移動局の移動速度を算出することが可能になる。

説明の便宜上、本発明の実施例に係る無線制御局は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明の実施例に係る無線制御局は、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせで実現されてもよい。また、各機能部が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。また、本発明の実施例に係る方法は、実施例に示す順序と異なる順序で実施されてもよい。

以上、ネットワーク側における移動局の移動速度の推定精度を向上させるための手法について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。

１０ 無線制御局
２０Ａ 無線基地局
２０Ｂ 無線基地局
３０ 移動局
１０１ セル設定部
１０３ セル情報記憶部
１０５ 位置情報取得部
１０７ 位置情報記憶部
１０９ 移動速度算出部

Claims (7)

1. 無線基地局を介して移動局と通信する無線制御局であって、
   移動局が通信している無線基地局のセルの位置情報を取得し、取得した位置情報と、当該位置情報を取得した時刻とを位置情報記憶部に記憶する位置情報取得部と、
   前記位置情報記憶部に記憶された所定数の位置情報及び所定数の時刻の平均を求めることにより、それぞれ平均位置情報及び平均位置取得時刻を求め、平均位置情報及び平均位置取得時刻から移動局の移動速度を求める移動速度算出部と、
   を有する無線制御局。
2. 前記位置情報取得部は、移動局が単一のセルで通信している場合、当該セルの中点を位置情報として前記位置情報記憶部に記憶する、請求項１に記載の無線制御局。
3. 前記位置情報取得部は、移動局が複数のセルで通信している場合、当該複数のセルのそれぞれのセルの中点から当該複数のセルの中点を算出し、当該複数のセルの中点を位置情報として前記位置情報記憶部に記憶する、請求項１に記載の無線制御局。
4. 前記位置情報取得部は、移動局が通信しているセルの構成に追加又は変更があった場合、位置情報を前記位置情報記憶部に保持する、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の無線制御局。
5. 前記移動速度算出部は、平均位置情報の変化量及び平均位置取得時刻の変化量から、それぞれ移動局の移動距離及び移動時間を求め、移動局の移動速度を求める、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の無線制御局。
6. 前記位置情報記憶部は、移動機識別子に関連付けて位置情報と時刻とを記憶し、
   前記移動速度算出部は、同一の移動機識別子に関連付けられた位置情報及び時刻から、移動局の移動速度を求める、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の無線制御局。
7. 無線基地局を介して移動局と通信する無線制御局における移動速度算出方法であって、
   移動局が通信している無線基地局のセルの位置情報を取得するステップと、
   取得した位置情報と、当該位置情報を取得した時刻とを位置情報記憶部に記憶するステップと、
   前記位置情報記憶部に記憶された所定数の位置情報及び所定数の時刻の平均を求めることにより、それぞれ平均位置情報及び平均位置取得時刻を求めるステップと、
   平均位置情報及び平均位置取得時刻から移動局の移動速度を求めるステップと、
   を有する移動速度算出方法。

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