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

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_ｓ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_ｓは、１／（１５０００ｘ２０４８）秒であり、ＰＤ値の時間単位であるｃｈｉｐは１／（３．８４×１０^６）であることから、「ｃｈｉｐ＝８Ｔ_ｓ」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１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２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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