JP6148573B2 - 通信制御装置、通信制御システム、及び通信制御方法 - Google Patents

通信制御装置、通信制御システム、及び通信制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、位置測位に関する通信制御装置、通信制御システム、及び通信制御方法に関する。
従来から、携帯端末の位置測位を行う方法として、基地局から発信される電波の受信状況を利用するものがある。例えば特許文献1に記載された方法では、携帯端末と基地局との間で送受信される電波から、電波伝搬遅延に関する情報が基地局に取得され、当該伝搬遅延を利用して携帯端末の位置測位が行われる。
特開2002−250765号公報
このような伝搬遅延を利用した位置測位方法として、RTT(Round Trip Time)から伝搬遅延を取得する方法と、呼接続要求信号(RACH信号)から伝搬遅延を取得する方法とがある。RTTから伝搬遅延を取得する方法は、基地局が携帯端末にRTT要求を行い、携帯端末が当該RTT要求に応じてRTTを基地局に送信するものである。このような方法で伝搬遅延に関する情報を取得するためには、基地局及び携帯端末はRTTに対応した機能を具備する必要がある。しかしながら、多くの基地局及び携帯端末は当該機能を具備しておらず、また、コスト面に鑑みると、多くの基地局及び携帯端末に当該機能を具備させることは困難である。
一方で、RACH信号から伝搬遅延を取得する方法は、基本的な発着信など呼接続において携帯端末から基地局に送信される上り信号から伝搬遅延が取得されるため、モバイルネットワークにおいて接続可能な携帯端末と基地局であれば、特別な機能を具備せずして当該測位方式により測位実施が可能である。そのため、RACH信号から伝搬遅延を取得する方法は、RTTから伝搬遅延を取得する方法と比べて、コスト面や実現容易性の観点でメリットがあり、伝搬遅延を利用した位置測位方法として多く採用されている。
しかしながら、携帯端末が移動体通信網の切り替えを伴ったハンドオーバを行った場合、例えば、LTE(Long Term Evolution)から3G(3rd Generation)への切り替えを伴ったハンドオーバを行った場合には、ハンドオーバ後において、携帯端末が基地局に伝搬遅延に関する情報を含んだ上り信号を送信するタイミングがない。そのため、基地局は伝搬遅延に関する情報を取得することができず、伝搬遅延に関する情報を利用した位置測位を行うことができない。この場合、携帯端末の位置測位は、ハンドオーバ後の基地局の座標(緯度及び経度)に基づいて行われることとなり、精度が低いものとなる。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、所定のハンドオーバ時においても、高精度に位置測位を行うことができる通信制御装置、通信制御システム、及び通信制御方法を提供することを目的とする。
本発明に係る通信制御装置は、携帯端末からセッション確立信号を受信し、該セッション確立信号に基づき前記携帯端末の伝搬遅延値を算出する確立信号受信手段と、確立信号受信手段が算出した伝搬遅延値を保持する保持手段と、携帯端末のハンドオーバ処理が開始された場合に、ハンドオーバ要求とともに、保持手段が保持する伝搬遅延値を、ハンドオーバ後の通信網の通信制御装置に送信する送信手段と、ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバ前の通信網における携帯端末の伝搬遅延値を受信するハンドオーバ要求受信手段と、ハンドオーバ要求受信手段が受信した伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて、測位演算を実施する測位手段と、を備える。
本発明に係る通信制御方法は、携帯端末からセッション確立信号を受信し、該セッション確立信号に基づき携帯端末の伝搬遅延値を算出する確立信号受信ステップと、確立信号受信ステップにおいて算出した伝搬遅延値を保持する保持ステップと、携帯端末のハンドオーバ処理が開始された場合に、ハンドオーバ要求とともに、保持ステップにおいて保持された伝搬遅延値を、ハンドオーバ後の通信網の通信制御装置に送信する送信ステップと、ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバ前の通信網における、携帯端末の伝搬遅延値を受信するハンドオーバ要求受信ステップと、ハンドオーバ要求受信ステップにおいて受信したハンドオーバ前の通信網における伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて、測位演算を実施する測位ステップと、を含む。
このような通信制御装置及び通信制御方法によれば、携帯端末のハンドオーバ処理が開始された場合に、携帯端末の伝搬遅延値がハンドオーバ後の通信網の通信制御装置に送信される。このことにより、ハンドオーバ後において携帯端末が基地局に伝搬遅延値を含んだ上り信号を送信するタイミングがない場合であっても、ハンドオーバ処理が開始される前から保持された伝搬遅延値に基づいて位置測位を行うことができる。以上より、所定のハンドオーバ時においても、伝搬遅延値に基づいて、高精度に位置測位を行うことができる。
本発明に係る通信制御装置は、ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバ前の通信網における携帯端末の伝搬遅延値を受信するハンドオーバ要求受信手段と、ハンドオーバ要求受信手段が受信した伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて、測位演算を実施する測位手段と、を備える。
本発明に係る通信制御方法は、ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバ前の通信網における、携帯端末の伝搬遅延値を受信するハンドオーバ要求受信ステップと、ハンドオーバ要求受信ステップにおいて受信した伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて、測位演算を実施する測位ステップと、を含む。
このような通信制御装置及び通信制御方法によれば、ハンドオーバ要求とともに受信された、ハンドオーバ前の通信網における携帯端末の伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて測位演算が実施される。これにより、ハンドオーバ前の通信網における伝搬遅延値に基づいて、ハンドオーバ後に位置測位を行うことができる。以上より、所定のハンドオーバ時においても、ハンドオーバ前の伝搬遅延値に基づいて、高精度に位置測位を行うことができる。
また、本発明に係る通信制御装置は、ハンドオーバ要求受信手段が受信したハンドオーバ前の通信網における伝搬遅延値を、ハンドオーバ後の通信網における伝搬遅延値と対応づけられた所定の変換値に変換する変換手段をさらに備え、測位手段は、変換手段が変換した所定の変換値を、所定の設定値として測位演算を実施する。ハンドオーバ前の通信網における伝搬遅延値が、ハンドオーバ後の通信網における伝搬遅延値と対応づけられた所定の変換値に変換されることにより、受信した伝搬遅延値がハンドオーバ前の通信網におけるものであっても、ハンドオーバ後において確実に位置測位できる。
また、本発明に係る通信制御装置の変換手段は、ハンドオーバ前の通信網における携帯端末の伝搬遅延値と、ハンドオーバ後の通信網における携帯端末の伝搬遅延値及び所定の設定値とを対応づけた変換テーブルを有し、該変換テーブルに基づいて、変換を行う。この発明によれば、変換テーブルを用いることによって変換処理を容易に行うことができる。
本発明に係る通信制御システムは、携帯端末からセッション確立信号を受信し、該セッション確立信号に基づき携帯端末の伝搬遅延値を算出する確立信号受信手段と、確立信号受信手段が算出した伝搬遅延値を保持する保持手段と、携帯端末のハンドオーバ処理が開始された場合に、ハンドオーバ要求とともに、保持手段が保持する伝搬遅延値を、ハンドオーバ後の通信網の通信制御装置である第2の通信制御装置に送信する送信手段と、を有する第1の通信制御装置と、ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバ前の通信網における携帯端末の伝搬遅延値を第1の通信制御装置より受信するハンドオーバ要求受信手段と、ハンドオーバ要求受信手段が受信したハンドオーバ前の通信網における伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて、測位演算を実施する測位手段と、を有する第2の通信制御装置と、を備える。
このような通信制御システムでは、第1の通信制御装置によって、ハンドオーバ処理が開始される前の携帯端末の伝搬遅延値が保持され、該伝搬遅延値が第2の通信制御装置に送信される。そして、第2の通信制御装置によって、第1の通信制御装置から送信された伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて測位演算が実施される。このことにより、所定のハンドオーバ時であって、ハンドオーバ後に携帯端末が基地局に伝搬遅延値を含んだ上り信号を送信するタイミングがない場合であっても、ハンドオーバ前の伝搬遅延値に基づいて、高精度に位置測位を行うことができる。
本発明によれば、所定のハンドオーバ時においても高精度に位置測位を行うことができる。
本実施形態に係る通信制御システムの構成を示す概略図である。 本実施形態に係るeNodeBの機能を示すブロック図である。 本実施形態に係るRNCの機能を示すブロック図である。 本実施形態に係る変換テーブルを示す表である。 本実施形態に係る伝搬遅延設定テーブルを示す表である。 本実施形態の通信制御システムに含まれる各ノードのハードウェア構成を示す図である。 本実施形態のシーケンス図である。 光張り出し基地局における従来の位置測位イメージを示す図である。
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
本実施形態に係る通信制御システムは、携帯端末等が移動体通信網の切り替えを伴ったハンドオーバを行う場合に、ハンドオーバ前後の通信制御装置間で携帯端末の伝搬遅延値を送受信することで、ハンドオーバ後においても精度の高い位置測位を実現するものである。なお、移動体通信網とは、例えば3G網やLTE網である。
図1は、本実施形態に係る通信制御システムの構成を示す概略図である。図1に示されるとおり、通信制御システム1は、eNodeB(evolved Node B)11と、MME(Mobility Management Entity)12と、ESP−GW(EPCSeving and PDN GateWay)13と、測位サーバ14と、BTS(BaseTransceiver Station)15と、RNC(Radio Network Controller)16と、SGSN(Serving General packet radio Service support Node)17とを備えている。
上述した各装置のうち、eNodeB11、MME12、及びESP−GW13はLTE網の装置であり、BTS15、RNC16、及びSGSN17は3G網の装置である。一般的にLTE在圏エリア20と3G在圏エリア30とはエリアが重なり合っている(オーバレイしている)。また、本実施形態においては、同一の位置に、eNodeB11のアンテナとBTS15のアンテナとが設置されている。
また、本実施形態においては、携帯端末50は、上述したLTE在圏エリア20又は3G在圏エリア30のいずれかに在圏している。携帯端末50は、LTE網又は3G網に在圏することにより通信が可能となる移動通信端末であり、例えば、携帯電話やタブレット型PC等である。
eNodeB11は、MME12に接続された無線基地局であるとともに、無線アクセス制御機能を有した通信制御装置(第1の通信制御装置)である。eNodeB11は、携帯端末50から発信があった際の受付制御機能や、他の携帯端末から携帯端末50に着信があった際に携帯端末50を呼び出すページング機能を基本機能として有している。
また、eNodeB11は、LTE在圏エリア20を形成しており、携帯端末50がLTE在圏エリア20内に在圏する場合に、eNodeB11及び携帯端末50間でLTE方式に従った無線通信を行うことができる。携帯端末50は、eNodeB11を介してeNodeB11の上位装置であるMME12や測位サーバ14等と通信を行う。
また、eNodeB11は、携帯端末50に送信した電波が携帯端末50で受信され受信応答が戻ってくるまでの時間(伝搬遅延値)であるTA(Timing Advance)値を取得する。そして、該TA値、及び、電波を送信する基地局であるeNodeB11の座標(緯度及び経度)等を、MME12を介して、基地局測位演算を実施するeSMLC(図示せず)に送信する。
さらに、eNodeB11は、3G網の通信制御装置であるRNC16における測位演算に必要となる情報を取得する機能を有している。図2は、本実施形態に係るeNodeBの機能を示すブロック図である。図2に示されるように、eNodeB11は、確立信号受信部11aと、保持部11bと、送信部11cとを備えている。
確立信号受信部11aは、携帯端末50からのセッション確立信号を受信する確立信号受信手段である。ここで、セッション確立信号とは、携帯端末50とeNodeB11とのセッションを確立する際に、携帯端末50からeNodeB11に送信される信号である。
例えば、確立信号受信部11aは、携帯端末50に着信があった場合に、MME12からの着信時の呼出し(ページング)信号に基づき、携帯端末50に呼出し(ページング)信号を送信するとともに、該呼出し信号に対して携帯端末50から呼接続要求信号(RACH信号)として受信応答が戻ってくるまでの時間(伝搬遅延値)であるTA値を取得する。
保持部11bは、確立信号受信部11aが受信したセッション確立信号に含まれる携帯端末50のTA値を保持する保持手段である。保持部11bは、確立信号受信部11aが同一の携帯端末50の新たなセッション確立信号を受信するか、又は、携帯端末50がLTE在圏エリア20に在圏しなくなるか、のいずれかまでは、携帯端末50の上記TA値を保持し続ける。
送信部11cは、携帯端末50のハンドオーバ処理が開始された場合に、ハンドオーバ要求とともに、保持部11bが保持するTA値をハンドオーバ後の移動体通信網の通信制御装置に送信する送信手段である。具体的には、送信部11cは、LTE在圏エリア20に在圏していた携帯端末50のハンドオーバ処理が開始され、該ハンドオーバ後に携帯端末50が在圏する在圏エリアが3G在圏エリア30である場合に、ハンドオーバ要求とともにTA値をRNC16に向けて送信する。
上述したハンドオーバ要求は、TA値の他に、3G在圏エリア30のRNC16を識別するRNC識別子や通信制御情報を伴い、ハンドオーバ要求信号として送信される。なお、ハンドオーバ要求信号は、MME12、SGSN17を介してRNC16に送信される。ハンドオーバ要求時の処理の詳細については後述する。
図1に戻り、MME12は、LTE網におけるネットワーク制御を行うアクセスゲートウェイである。MME12は、携帯端末50の待受時の位置管理機能や、他の携帯端末から携帯端末50に着信があった際にeNodeB11を呼び出すページング機能、携帯端末50の認証管理機能等を基本機能として有している。
また、MME12は、測位サーバ14から受信した測位要求信号をeNodeB11に送信するとともに、eNodeB11から受信した位置測位結果を、携帯端末50に対応する端末識別子とともに測位サーバ14に送信する。
さらにMME12は、eNodeB11の送信部11cから送信されたハンドオーバ要求信号を受信するとともに、該ハンドオーバ要求信号をSGSN17に送信する。具体的には、MME12は、受信したハンドオーバ要求信号に含まれるRNC識別子より、切替先のRNC16が接続するSGSN17を特定するとともに、ハンドオーバ完了後にパケットが転送されるSGSN17及びESP−GW13間の通信経路設定に必要な情報を付加したハンドオーバ要求信号をSGSN17に送信する。
ESP−GW13は、ユーザデータパケットの中継、及び、インターネット等のネットワークへの接続を行うゲートウェイである。ESP−GW13は、ユーザデータパケットを扱うゲートウェイであるS−GW(Serving Gateway)、及び、外部のネットワークに接続するためのゲートウェイであるP−GW(Packet Date Network Gateway)の双方の機能を有している。
ESP−GW13は、LTE網の装置であるMME12及び3G網の装置であるSGSN17の双方と接続されており、これらの装置と通信を行う。すなわち、ESP−GW13は、携帯端末50がLTE在圏エリア20に在圏する場合にはMME12と通信を行い、携帯端末50が3G在圏エリア30に在圏する場合にはSGSN17と通信を行う。
測位サーバ14は、例えばGMLC(Gateway Mobile Location Center)等の装置であり、任意の方法で測位された携帯端末50の緯度経度情報を、外部のISP(Internet Service Provider)等に提供するゲートウェイである。測位サーバ14は、eNodeB11又はRNC16に対して測位要求を行うとともに、これらの装置から携帯端末50の位置測位結果を取得し、外部のISP等に提供する。
BTS15は、RNC16に接続された無線基地局である。BTS15は、3G在圏エリア30を形成しており、携帯端末50が3G在圏エリア30内に在圏する場合に、BTS15及び携帯端末50間で3G通信方式に従った無線通信を行うことができる。携帯端末50は、BTS15を介してBTS15の上位装置であるRNC16や測位サーバ14等と通信を行う。
RNC16は、無線アクセス制御機能を有した通信制御装置(第2の通信制御装置)であり、BTS15に対応して設けられている。RNC16は、BTS15が形成する3G在圏エリア30に在圏している携帯端末50の無線通信に関する処理を行う。具体的には、RNC16は、携帯端末50の回線接続処理やハンドオーバ処理等を行う。
また、RNC16は、SGSN17を介した測位サーバ14からの基地局測位要求に応じて、携帯端末50との間で位置測位を行う。位置測位は具体的には以下のように行われる。すなわち、RNC16は、まず、携帯端末50に送信した電波が携帯端末50で受信され、呼接続要求信号(RACH信号)として受信応答が戻ってくるまでの時間(伝搬遅延値)であるPRACH_PD値(以下、PD(Propagation Delay)値と記載する)を取得する。そして、該PD値、及び、電波を送信する基地局であるBTS15の座標(緯度及び経度)等に基づいて、従来から周知である電波伝搬遅延時間を利用した基地局測位により位置測位を行う。
位置測位に関するRNC16の機能について、図3を参照して詳細に説明する図3は、本実施形態に係るRNCの機能を示すブロック図である。図3に示されるように、RNC16は、位置測位に関する機能として、ハンドオーバ要求受信部16aと、変換部16bと、保持部16cと、測位部16dとを備えている。
ハンドオーバ要求受信部16aは、MME12及びSGSN17を介して、eNodeB11の送信部11cから送信されたハンドオーバ要求信号を受信するハンドオーバ要求受信手段である。ハンドオーバ要求信号には、ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバ前の移動体通信網であるLTE在圏エリア20における携帯端末50のTA値が含まれている。
変換部16bは、ハンドオーバ要求受信部16aが受信したTA値を、PD値と対応づけられた所定の変換値に変換する変換手段である。RNC16の測位部16dは、PD値と対応づけられた所定の変換値であるPD設定値(図5(a)参照)を用いて携帯端末50の位置測位を行うため、当該変換部16bによるTA値からPD設定値への変換が必要となる。
変換部16bによるTA値からPD設定値への変換処理について、図4及び図5を参照して詳細に説明する。図4は、本実施形態に係る変換テーブルを示す表である。図5は、本実施形態に係る伝搬遅延設定テーブルを示す表である。
変換テーブル16xは、図5(a)に示されたPD値についての伝搬遅延設定テーブル、及び図5(b)に示されたTA値についての伝搬遅延設定テーブルに基づいて予め生成され、変換部16bにおいて保持されているものである。
図5(a)に示されたPD値についての伝搬遅延設定テーブルでは、所定の範囲内のPD値に対しては、共通的にPD設定値が対応づけられている。例えば、3chipより小さい範囲のPD値は全てPROP_DELAY_000として予め設定されたPD設定値が対応づいている。RNC16で測位演算が実施される際には、当該PD設定値が用いられる。
同様に図5(b)に示されたTA設定値についての伝搬遅延設定テーブルでは、所定の範囲内のTA値に対しては、共通的にTA設定値が対応づけられている。例えば、2Tより小さい範囲のTA値は全てTIME_ADVANCE_00として予め設定されたTA設定値が対応づいている。eNodeB11で測位演算が実施される際には、当該TA設定値が用いられる。
TA値の時間単位であるTは、1/(15000x2048)秒であり、PD値の時間単位であるchipは1/(3.84×10)であることから、「chip=8T」の関係が成り立つため、図5(a)に示されたPD設定値及びPD値と、図5(b)に支援されたTA値とを対応づけることができる。このようにして対応づけたテーブルが、図4に示す変換テーブル16xである。変換テーブル16xを用いることにより、TA値からPD設定値への変換が可能となる。変換部16bが変換したPD設定値は、保持部16cにより保持される。
測位部16dは、保持部16cが保持するPD設定値、及び、電波を送信する基地局であるBTS15の座標(緯度及び経度)等に基づいて測位演算を実施する測位手段である。測位部16dは、従来から周知である電波伝搬遅延時間を利用した基地局測位により位置測位を行う。測位部16dによる位置測位は、SGSN17を介した測位サーバ14からの測位要求信号を受信したタイミングで行われる。
測位部16dによる、PD設定値を用いた具体的な位置測位について、折り返し測位と移動通信用多分岐光伝送装置(Multi-drop Optical Feeder)を利用した測位(以下、MOF測位と記載)を例に説明する。
折り返し測位は、主に屋外を想定した測位である。折り返し測位では、測位部16dは、PD設定値と、距離に変換する為の所定の換算値(図示せず)とを掛け合わせることにより、携帯端末50とBTS15に設けられたアンテナ(図示せず)との距離を算出する。そして、当該距離を半径とした円弧内に携帯端末50が位置していると想定して位置補正を行い、測位結果を得る。
MOF測位は、主に屋内を想定した測位であり、地下鉄等の光張り出し基地局構成とされたエリアにおいて利用される測位である。光張り出し基地局構成では、図8(a)に示すように、RNC101に接続された親機(BTS102)の他に、光張り出し基地局として、光ファイバーでBTS102に接続された子機(MOF103、MOF104)が設けられている。そして、図8(b)に示すように、子機毎にPD設定値の閾値を持っている。測位部16dは、導出したPD設定値が、いずれの子機のPD設定値の範囲に含まれるかを判断し、該当する子機の位置を、測位結果とする。
SGSN17は、3G網においてパケット通信のためのセッションを設定し、パケット交換の制御を行う装置である。携帯端末50がLTE網から3G網にハンドオーバする際には、SGSN17は、MME12からハンドオーバ要求信号を受信し、また、RNC16に対して該ハンドオーバ要求信号を送信する。
図6は、本実施形態の通信制御システムに含まれる各ノードのハードウェア構成を示す図である。すなわち、図1に示されるeNodeB11、MME12、ESP−GW13、測位サーバ14、BTS15、RNC16、及びSGSN17は、それぞれ物理的には、図6に示すように、1又は複数のCPU111、主記憶装置であるRAM112及びROM113、入力デバイスであるキーボード及びマウス等の入力装置114、ディスプレイ等の出力装置115、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである通信モジュール116、半導体メモリ等の補助記憶装置117などを含むコンピュータシステムとして構成されている。
図2におけるeNodeB11及びRNC16の各機能は、図6に示すCPU111、RAM112等のハードウェア上に1又は複数の所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、CPU111の制御のもとで入力装置114、出力装置115、通信モジュール116を動作させるとともに、RAM112や補助記憶装置117におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
次に、通信制御システム1の動作について図7を用いて説明する。図7は、本実施形態のシーケンス図であり、携帯端末50が、LTE在圏エリア20から3G在圏エリア30への切り替えを伴ったハンドオーバを行う際の通信制御システム1の動作を示している。
図7に示すように、他の携帯端末から携帯端末50に着信があると、MME12はeNodeB11に対して携帯端末50の呼出し(ページング)処理を行う(ステップS1)。携帯端末50は、呼出しに対してセッション確立信号をeNodeB11に送信する(ステップS2)。eNodeB11の確立信号受信部11aは、セッション確立信号を受信し、該セッション確立信号に対する応答信号(セッション確立信号応答信号)を携帯端末に送信する(ステップS3)。
確立信号受信部11aが受信したセッション確立信号には携帯端末50のTA値が含まれている。保持部11bはセッション確立信号に含まれるTA値を保持する(ステップS4)。セッション確立信号及びセッション確立信号応答信号を携帯端末50とeNodeB11との間で送受信することにより、携帯端末50の通信が確立する。
つづいて、eNodeB11は携帯端末50に対して、ハンドオーバ候補となる周辺基地局の無線品質を測定させるべく、品質測定指示信号を送信する(ステップS5)。携帯端末50は、品質測定指示信号を受信すると、ハンドオーバ候補となる周辺基地局(BTS15を含む)からの下り信号(RS:Reference Signal)の強度を測定し、eNodeB11に品質測定結果信号を送信する(ステップS6)。
eNodeB11は携帯端末50から送信された品質測定結果信号を受信し、周辺基地局からの下り信号の強度を評価する。そして、eNodeB11は、3G在圏エリア30を形成するBTS15へのハンドオーバが必要であると判断すると、BTS15を接続するRNC16を特定し、RNC16に向けてハンドオーバ要求信号を送信する(ステップS7)。該ハンドオーバ要求信号には、RNC16を識別するRNC識別子や通信制御情報に加えてTA値が含まれている。
eNodeB11の送信部11cから送信されたハンドオーバ要求信号はMME12が受信する。MME12はさらに、該ハンドオーバ要求信号をSGSN17に転送する(ステップS8)。MME12が転送するハンドオーバ要求信号には、ハンドオーバ完了後にパケットが転送されるSGSN17及びESP−GW13間の通信経路設定に必要な情報が含まれている。
そして、SGSN17は、ハンドオーバ要求信号をRNC16に転送する(ステップS9)。RNC16はハンドオーバ要求信号を受信すると、該ハンドオーバ要求信号に含まれるTA値を、PD値と対応づけられた所定の変換値であるPD設定値に変換し、保持する(ステップS10)。
RNC16が受信したハンドオーバ要求信号にはeNodeB11から転送された通信制御情報が含まれているため、RNC16は当該情報をもとに、無線に関する設定処理を実施し、SGSN17に対してハンドオーバ応答信号を送信する(ステップS11)。なお、ここまでの処理により、SGSN17及びRNC16区間の3G無線アクセスベアラが設定される。
つづいて、SGSN17は、MME12に対してハンドオーバ応答信号を転送し、MME12に、3G無線アクセスベアラが設定されたことを通知する(ステップS12)。当該ハンドオーバ応答信号には、データフォワーディングで利用するESP−GW13からSGSN17方向の通信経路の設定に必要な、SGSN17が払い出した情報要素が含まれている。
データフォワーディングとは、ハンドオーバ処理を実施している間に、切り替え前の移動体通信網(LTE網)に到着したデータを、切り替え後の移動体通信網(3G網)へ転送する機能である。当該機能により、LTE/3G網のように同時利用ができない移動体通信網間の切り替えを伴うハンドオーバ時にも、パケットロスをなくすことができる。
MME12は、ESP−GW13に対してベアラ設定要求を送信し、SGSN17が払い出した、ESP−GW13からSGSN17方向の通信経路の設定に必要な情報を通知する。そして、ESP−GW13は受信した情報をもとに、データフォワーディング用のESP−GW13からSGSN17方向の通信経路を設定し、MME12に対してベアラ設定応答を送信する。ここまでの処理により、SGSN17からRNC16区間の3G無線アクセスベアラ設定、及び、ESP−GW13からSGSN17区間のデータフォワーディング用の通信経路設定が完了し、ハンドオーバ準備処理が完了する。
つづいて、MME12は、eNodeB11に対してハンドオーバ指示信号を送信する(ステップS13)。eNodeB11は、当該信号を受信すると、携帯端末50にハンドオーバ指示信号を転送し、無線切り替え指示を通知する(ステップS14)。なお、eNodeB11はMME12からハンドオーバ指示信号を受信すると、ESP−GW13から受信したパケットについてデータフォワーディングを開始する。すなわち、以降、ESP−GW13まで到着した携帯端末50あてパケットは、ESP−GW13、eNodeB11、ESP−GW13、SGSN17、RNC16という経路により、携帯端末50まで転送(フォワード)される。
無線切り替え指示を通知された携帯端末50は、在圏エリアをLTE在圏エリア20から3G在圏エリア30に切り替え、ハンドオーバを実施する(ステップS15)。ハンドオーバが完了すると、携帯端末50はハンドオーバ完了通知信号をRNC16に送信する(ステップS16)。そして、RNC16は当該ハンドオーバ完了通知信号をSGSN17に転送し(ステップS17)、さらに、SGSN17は当該ハンドオーバ完了通知信号をMME12に転送する(ステップS18)。
MME12は、SGSN17に対してハンドオーバ完了通知応答信号を送信する(ステップS19)。そして、SGSN17は、ハンドオーバ前のESP−GW13及びeNodeB11間の通信経路を、ESP−GW13及びSGSN17間の通信経路へと変更すべく、ESP−GW13に対してセッション確立要求信号を送信する(ステップS20)。当該信号には、ESP−GW13及びSGSN17間の通信経路を設定するために必要な、SGSN17が払い出した情報要素などが含まれている。
ESP−GW13は、セッション確立要求信号を受信すると、ESP−GW13及びSGSN17間の通信経路を設定し、SGSN17に対してセッション確立応答信号を送信する(ステップS21)。これ以降、携帯端末50あてパケットは、ESP−GW13、SGSN17、RNC16という経路により携帯端末50まで送信される。よって、上述したデータフォワーディングが不要となる。
また、MME12は、不要となったeNodeB11のリソースを解放すべく、eNodeB11に対してリソース解放指示信号を送信し(ステップS22)、eNodeB11のリソースが開放される(ステップS23)。
そして、上述した処理によりハンドオーバ後の通信が確立した後の位置測位時には、測位サーバ14からRNC16に対して、測位要求信号が送信される(ステップS24)。RNC16の測位部16dは、変換部16bが変換し保持部16cが保持するPD設定値、及び、BTS15の座標等に基づいて、測位演算を実施し(ステップS25)、該位置測位の結果を、測位サーバ14に送信する(ステップS26)。
次に、本実施形態の通信制御システム1、及び、通信制御システム1に含まれるeNodeB11及びRNC16の作用効果について説明する。
本実施形態のeNodeB11では、確立信号受信部11aが受信した携帯端末50からのセッション確立信号に含まれるTA値(LTE網において取得される伝搬遅延値)が、保持部11bに保持される。そして、LTE在圏エリア20から3G在圏エリア30への切り替えを伴う携帯端末50のハンドオーバ処理が開始された場合に、保持部11bが保持するTA値が、送信部11cによりハンドオーバ要求とともにRNC16に送信される。
このことにより、LTEから3Gへの切り替えを伴ったハンドオーバが行われ、ハンドオーバ後において携帯端末50からRNC16に伝搬遅延値(PD値)を含んだ上り信号を送信するタイミングがない場合であっても、ハンドオーバ前から保持されていた伝搬遅延値(TA値)に基づいて位置測位を行うことができる。
そして、本実施形態のRNC16では、ハンドオーバ要求とともにTA値がハンドオーバ要求受信部16aに受信される。当該TA値は、変換部16bによりPD値(3G網において取得される伝搬遅延値)と対応づけられたPD設定値に変換され、該PD設定値に基づいて、測位部16dにより測位演算が実施される。
このことにより、RNC16が受信した伝搬遅延値がLTE網において取得されたもの(TA値)であっても、該TA値が、3G網において取得される伝搬遅延値(PD値)に対応づけられたPD設定値に変換されるため、伝搬遅延値に基づく高精度な位置測位が可能になる。
ところで、従来は、携帯端末50がLTEから3Gへの切り替えを伴ったハンドオーバを行った場合には、ハンドオーバ後において、携帯端末50からRNC16に伝搬遅延値(PD値)を含んだ上り信号を送信するタイミングがなく、伝搬遅延値を利用した位置測位を行うことができなかった。よって、3G網の基地局であるBTSの座標(緯度及び経度)を携帯端末50の位置とした位置測位結果を得ており、位置測位精度は低かった。
このような問題は、光張り出し基地局においてより顕著となっていた。図8は、光張り出し基地局における従来の位置測位イメージを示す図である。図8(a)に示すように、光張り出し基地局構成では、RNC101に接続された親機(BTS102)の他に、光張り出し基地局として、光ファイバーでBTS102に接続された子機(MOF103、MOF104)が設けられている。MOF103及びMOF104は、アンテナ及び変復調機能等を備えている。
通常(ハンドオーバが行われない場合)の、光張り出し基地局構成における位置測位は以下のように行われる。すなわち、3G網であれば、PD設定値が取得され、当該PD設定値が、図8(b)に示すPD設定値の範囲のいずれに属するかが判断される。その結果、例えば、PD設定値がPROP_DELAY_029であれば、MOF103のPD設定値の範囲に属すると判断され、MOF103の緯度a、経度bが携帯端末の位置測位結果とされる。
一方で、図8(a)に示す携帯端末150のように、LTE在圏エリア120から3G在圏エリア130への切り替えを伴ったハンドオーバを行った場合においては、携帯端末150からRNC101に伝搬遅延値(PD値)を含んだ上り信号を送信するするタイミングがないため、伝搬遅延値を利用した位置測位を行うことができない。この場合、BTS102の緯度x、経度yが携帯端末の位置測位結果とされる。親機と子機とで構成された光張り出し基地局構成では、親機のみで構成された構成と比較すると、カバーするエリアの範囲が広い。そのため、親機の緯度及び経度が携帯端末の位置測位結果とされることによる弊害(実際の携帯端末の位置との乖離)は、光張り出し基地局構成でない場合と比較して大きくなる。
この点、本実施形態のRNC16では、変換部16bが、図4に示したような変換テーブル16xに基づいて、TA値からPD値及びPD設定値に変換できるため、図8(b)に示したような表から適切な子機を選択することができ、ハンドオーバ時においてもその他の場合と同様に伝搬遅延値を利用した位置測位を行うことができる。
また、RNC16の変換部16bが、TA値と、PD値及びPD設定値とを対応づけた変換テーブル16xを有することにより、このような変換テーブル16xがない場合と比較して、変換処理を高速且つ正確に行うことができる。すなわち、変換処理を容易に行うことができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
例えば、ハンドオーバ前の移動体通信網であるLTEにおける伝搬遅延値(TA値)をハンドオーバ後の移動体通信網である3Gにおける伝搬遅延値と対応づけられた所定の変換値(PD設定値)に変換する処理は、RNCにおいて行うとして説明したがこれに限定されず、例えばSGSN等の他のLTE網の装置で行われてもよい。
また、ハンドオーバ前の移動体通信網であるLTEにおける伝搬遅延値(TA値)をハンドオーバ後の移動体通信網である3Gにおける伝搬遅延値と対応づけられた所定の変換値(PD設定値)に変換するとして説明したが、例えば、ハンドオーバ前の移動体通信網の伝搬遅延値とハンドオーバ後の移動体通信網の伝搬遅延値とが同一の指標で示され変換が不要である場合には、上述した変換処理を行わずに、ハンドオーバ前の移動体通信網の伝搬遅延値をそのまま用いて測位演算を実施してもよい。
1…通信制御システム、11…eNodeB、11a…確立信号受信部、11b…保持部、11c…送信部、12…MME、13…ESP−GW、14…測位サーバ、15…BTS、16…RNC、16a…ハンドオーバ要求受信部、16b…変換部、16c…保持部、16d…測位部、16x…変換テーブル、17…SGSN、50…携帯端末。

Claims (5)

  1. 携帯端末からセッション確立信号を受信し、該セッション確立信号に基づき前記携帯端末の伝搬遅延値を算出する確立信号受信手段と、
    前記確立信号受信手段が算出した前記伝搬遅延値を保持する保持手段と、
    前記携帯端末のハンドオーバ処理が開始された場合に、ハンドオーバ要求とともに、前記保持手段が保持する伝搬遅延値を、ハンドオーバ後の通信網の通信制御装置に送信する送信手段と、
    ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバ前の通信網における携帯端末の前記伝搬遅延値を受信するハンドオーバ要求受信手段と、
    前記ハンドオーバ要求受信手段が受信した伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて、測位演算を実施する測位手段と、を備える通信制御装置。
  2. 前記ハンドオーバ要求受信手段が受信したハンドオーバ前の通信網における伝搬遅延値を、ハンドオーバ後の通信網における伝搬遅延値と対応づけられた所定の変換値に変換する変換手段をさらに備え、
    前記測位手段は、前記変換手段が変換した所定の変換値を、前記所定の設定値として測位演算を実施する、請求項に記載の通信制御装置。
  3. 前記変換手段は、ハンドオーバ前の通信網における携帯端末の伝搬遅延値と、ハンドオーバ後の通信網における携帯端末の伝搬遅延値及び前記所定の設定値とを対応づけた変換テーブルを有し、該変換テーブルに基づいて、前記変換を行う、請求項に記載の通信制御装置。
  4. 携帯端末からセッション確立信号を受信し、該セッション確立信号に基づき前記携帯端末の伝搬遅延値を算出する確立信号受信手段と、
    前記確立信号受信手段が算出した前記伝搬遅延値を保持する保持手段と、
    前記携帯端末のハンドオーバ処理が開始された場合に、ハンドオーバ要求とともに、前記保持手段が保持する伝搬遅延値を、ハンドオーバ後の通信網の通信制御装置である第2の通信制御装置に送信する送信手段と、を有する第1の通信制御装置と、
    ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバ前の通信網における携帯端末の前記伝搬遅延値を前記第1の通信制御装置より受信するハンドオーバ要求受信手段と、
    前記ハンドオーバ要求受信手段が受信したハンドオーバ前の通信網における伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて、測位演算を実施する測位手段と、を有する第2の通信制御装置と、
    を備える通信制御システム。
  5. 携帯端末からセッション確立信号を受信し、該セッション確立信号に基づき前記携帯端末の伝搬遅延値を算出する確立信号受信ステップと、
    前記確立信号受信ステップにおいて算出した前記伝搬遅延値を保持する保持ステップと、
    前記携帯端末のハンドオーバ処理が開始された場合に、ハンドオーバ要求とともに、前記保持ステップにおいて保持された伝搬遅延値を、ハンドオーバ後の通信網の通信制御装置に送信する送信ステップと、
    ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバ前の通信網における、携帯端末の前記伝搬遅延値を受信するハンドオーバ要求受信ステップと、
    前記ハンドオーバ要求受信ステップにおいて受信したハンドオーバ前の通信網における伝搬遅延値に基づく所定の設定値に基づいて、測位演算を実施する測位ステップと、を含む通信制御方法。
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