JP6231788B2 - 無線通信システムおよび情報特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムおよび情報特定方法に関する。

近年、無線通信システムにおいてユーザ装置の地理的位置を特定する技術が提案されている。ユーザ装置の地理的位置は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）の測位情報に基づいて特定される。

特表2007-537622号公報

ＧＰＳの測位情報に基づいた地理的位置の測定は、ユーザ装置における処理負荷が大きいため、消費電力の増大をもたらす。そのため、ＧＰＳの使用・非使用を選択可能なユーザ装置においては、ユーザがＧＰＳを使用しない場合がある。すなわち、そのようなユーザ装置においては、地理的位置の取得可否がユーザの意思に左右されてしまう。また、ＧＰＳの測位情報に基づいた測定により得られるのは緯度、経度、高度等の座標情報に限られ、測位された地理的位置の特徴を示す情報（例えば、その地理的位置に存在する施設についての情報）は得られない。

以上の事情を考慮して、本発明は、ユーザ装置が滞在する場所（セル）の地理的特徴を適切に特定することを目的とする。

本発明の無線通信システムは、各々が、セル識別子によって識別されるセルを形成する複数の基地局と、各々が、前記セルが形成される位置の地理的特徴を示す複数の地理情報要素を記憶する地理情報記憶部と、第１セルに滞在していたユーザ装置が、前記第１セルとは異なる第２セルへの滞在を開始することを検出するセル滞在検出部と、前記セル滞在検出部が前記第２セルへの滞在の開始を検出した場合に、前記第２セルに対応する第２セル識別子を取得するセル情報取得部と、前記第２セル識別子に基づいて、当該第２セル識別子に対応する前記第２セルの地理情報要素を前記地理情報記憶部から読み出す地理情報特定部とを備える。

本発明の好適な態様において、前記セル情報取得部が取得した前記第２セル識別子に基づいて、前記第２セル識別子に対応する複数の論理識別子を取得する論理識別子取得部をさらに備え、前記地理情報特定部は、前記論理識別子取得部が取得した１以上の論理識別子に基づいて、当該論理識別子に対応する前記第２セルの地理情報要素を前記地理情報記憶部から読み出す。

本発明の好適な態様において、前記論理識別子取得部は、前記セル情報取得部が取得した前記第２セル識別子を、予め定められたビット列論理構成に基づいて分解することにより複数の前記論理識別子を取得する。

本発明の好適な態様において、前記第２セルへの滞在の開始および終了が繰り返されるバタツキ状態が生じているか否かを判定するバタツキ判定部と、前記第２セルと他セルとの間で前記バタツキ状態が生じていると前記バタツキ判定部が判定した場合であって、前記他セルの地理情報要素が前記地理情報記憶部に記憶されていないときに、前記第２セルの地理情報要素が示す地理的特徴を含む地理情報要素を、前記他セルの地理情報要素として前記地理情報記憶部に記憶する地理情報更新部とを更に備える。

本発明の情報特定方法は、各々が、セル識別子によって識別されるセルを形成する複数の基地局と、各々が、前記セルが形成される位置の地理的特徴を示す複数の地理情報要素を記憶する地理情報記憶部とを備える無線通信システムにおける情報特定方法であって、第１セルに滞在していたユーザ装置が、前記第１セルとは異なる第２セルへの滞在を開始することを検出することと、前記第２セルへの滞在の開始が検出された場合に、前記第２セルに対応する第２セル識別子を取得することと、取得された前記第２セル識別子に基づいて、当該第２セル識別子に対応する前記第２セルの地理情報要素を前記地理情報記憶部から読み出すこととを備える。

本発明によればユーザ装置が滞在する場所（セル）の地理的特徴が適切に特定される。

第１実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。 第１実施形態に係る基地局が形成するセルを示す図である。 第１実施形態に係るユーザ装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る地理情報の特定動作を示すフローチャートである。 記憶部に記憶される地理情報の構成例を示す図である。 セル識別子と論理識別子との関係を示す図である。 第２実施形態に係るユーザ装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る地理情報の更新動作を示すフローチャートである。 新たに生成される新セルの地理情報要素の例を示す図である。 記憶部に記憶される地理情報の構成例を示す図である。

１． 第１実施形態
１（１）． 無線通信システムの概略
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムＣＳを示すブロック図である。無線通信システムＣＳは、ユーザ装置１００と基地局２００とを要素として備える。基地局２００は、上記以外の不図示の要素、交換局およびゲートウェイを備えるコアネットワークに接続される。ネットワークＮＷは、無線通信システムＣＳが備える上記の要素のうち、ユーザ装置１００以外の要素を備える。

無線通信システムＣＳ内の各要素は、任意のアクセス技術（Access Technology）に従って通信を実行する。例えば、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）規格に含まれるＬＴＥ／ＳＡＥ（Long Term Evolution / System Architecture Evolution）規格が、採用可能なアクセス技術として例示される。無線アクセスの多重方式として、周波数多重分割が用いられてもよいし、時分割多重が用いられてもよい。無線通信システムＣＳにおいて、複数の無線アクセス技術（例えば、３Ｇ及びＬＴＥ）が採用されてもよい。

図２に示すように、基地局２００（２００ａ，２００ｂ）は、その周囲にセルＣ（Ｃａ，Ｃｂ）を形成する。各セルＣは、固有のセル識別子、または固有のセル識別子から派生する複数の論理識別子ＬＩによって識別される。ユーザ装置１００は、そのユーザ装置１００が滞在する（在圏する）セルＣに対応する基地局２００と無線通信することが可能である。なお、１つの基地局２００が複数のセルＣを形成してもよい。各セルＣにおいて利用される無線アクセス技術は任意に選択され得る。例えば、１つの基地局２００が形成する複数のセルＣにおいて、共通の無線アクセス技術が採用されてもよいし、異なる無線アクセス技術が採用されてもよい。

図２において、ユーザ装置１００ａは、セルＣａおよびセルＣｂの双方に在圏する（すなわち、セル端に位置する）。無線通信環境は刻々と変化するため、ユーザ装置１００ａが滞在するセルＣ（例えば、ユーザ装置１００ａにとって最も受信電力の高いセルＣ）も刻々と変化する。以上のように、ユーザ装置１００ａが大きく移動しないにも関わらず滞在セルが頻繁に変化することは、一般的に「バタツキ（ping-pong, fluttering）」と称される。

１（２）． 各要素の構成
１（２）−１． ユーザ装置の構成
図３は、第１実施形態に係るユーザ装置１００の構成を示すブロック図である。ユーザ装置１００は、無線通信部１１０と制御部１２０と記憶部１４０とを備える。音声・映像等を出力する出力装置およびユーザからの指示を受け付ける入力装置等の図示は便宜的に省略されている。無線通信部１１０は、基地局２００と無線通信を実行するための要素であり、送受信アンテナと、基地局２００からの下り無線信号を受信して電気信号に変換する受信回路と、制御信号、ユーザ信号等の電気信号を上り無線信号に変換する送信回路とを含む。記憶部１４０は、通信制御に関する情報およびセルＣが形成される位置の地理的特徴を示す情報（地理情報ＧＩ）を記憶する。すなわち、記憶部１４０は、地理情報記憶部として機能し得る。地理情報ＧＩには、複数の地理情報要素ＧＥが含まれる（詳細は後述される）。

制御部１２０は、セル滞在検出部１２２とセル情報取得部１２４と論理識別子取得部１２６と地理情報特定部１２８とを備える。セル滞在検出部１２２は、ユーザ装置１００が現在滞在しているセルＣ（元セル）から他のセルＣ（新セル）への滞在を開始することを検出する。セル情報取得部１２４は、セルＣに対応するセル識別子を取得する。論理識別子取得部１２６は、セル識別子に対応する複数の論理識別子ＬＩを取得する。論理識別子ＬＩの詳細については後述される。地理情報特定部１２８は地理情報要素ＧＥを記憶部１４０から読み出す。制御部１２０内の各要素の動作の更なる詳細は後述される。制御部１２０および制御部１２０内の各要素は、ユーザ装置１００内のＣＰＵ（不図示）が、記憶部１４０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（２）−２． 基地局の構成
図４は、第１実施形態に係る基地局２００の構成を示すブロック図である。基地局２００は、無線通信部２１０とネットワーク通信部２２０と制御部２３０とを備える。無線通信部２１０は、ユーザ装置１００と無線通信を実行するための要素であり、ユーザ装置１００の無線通信部１１０と同様に構成される。ネットワーク通信部２２０は、ネットワークＮＷ内の他のノード（他の基地局２００、交換局、ゲートウェイ等）と有線にて通信を実行する要素である。制御部２３０は、無線通信部２１０およびネットワーク通信部２２０を介して、ユーザ装置１００およびネットワークＮＷ内の他のノードと信号（制御信号、データ信号等）を送受信する。制御部２３０は、基地局２００内のＣＰＵ（不図示）が、記憶部（不図示）に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。

１（３）． 地理的情報の特定動作
以下に、本実施形態に係る地理的情報の特定動作を説明する。図５は、地理的情報の特定動作を示すフローチャートである。図６は、記憶部１４０に記憶される地理情報ＧＩの構成を例示する図である。地理情報ＧＩは、複数の地理情報要素ＧＥ（ＧＥ１，ＧＥ２，ＧＥ３，…）を含む。各地理情報要素ＧＥは、１つのセルＣに対応するセル識別子から得られる複数の論理識別子ＬＩ、そのセルＣを運用する事業者の事業者コード、そのセルＣが属するロケーションエリア（位置登録の単位となるエリア）のコード、およびセルＣが形成される位置の地理的特徴を示す情報（例えば、セルＣが形成される位置に存在する施設の情報、セルＣが形成される位置の緯度・経度の情報等）を含む。

図７は、セル識別子と、そのセル識別子から得られる複数の論理識別子ＬＩとの関係を示す図である。図７の例では、複数の論理識別子ＬＩとして、第１論理識別子ＬＩ１、第２論理識別子ＬＩ２、第３論理識別子ＬＩ３、および第４論理識別子ＬＩ４が示されている。各論理識別子ＬＩは、セル識別子をビット単位で論理的に分解することによって取得される。例えば、地理情報要素ＧＥ１のセル識別子（“２３４”）を二進数で表記した“０１１１０１０１０”というビット列が分解されることにより、上位ビットから順に、２ビットの第１論理識別子ＬＩ１（“０１”）、３ビットの第２論理識別子ＬＩ２（“１１０”）、２ビットの第３論理識別子ＬＩ３（“１０”）、２ビットの第４論理識別子ＬＩ４（“１０”）が取得される。各論理識別子ＬＩは任意の情報を示し得る。例えば、１つの論理識別子ＬＩは、セルＣが形成される地域（北海道、東北、関東、等）、セルＣを形成する基地局２００、セルＣに対応するアンテナ方向、セルＣに対応する周波数帯域のいずれかを示す。なお、１つのセル識別子に含まれる論理識別子ＬＩの個数は、４つに限定されない。

図５において、セル滞在検出部１２２は、ユーザ装置１００がセルＣｂ（元セル）への滞在を終了しセルＣａ（新セル）への滞在を開始したか否か（滞在セルが変更されたか否か）を検出する（S100）。ユーザ装置１００の滞在セルの変更が検出されない場合は、セル滞在検出部１２２によって検出ループが繰り返される（S100；NO）。他方、ユーザ装置１００がセルＣｂからセルＣａへの滞在を開始することが検出されると（S100；YES）、セル情報取得部１２４は、セルＣａ（新セル）に対応するセル識別子を取得する（S110）。

次いで、論理識別子取得部１２６は、セル情報取得部１２４が取得したセルＣａのセル識別子に基づいて、そのセル識別子に対応する複数の論理識別子ＬＩを取得する（S120）。より具体的には、論理識別子取得部１２６は、図７に示されるように、セルＣａのセル識別子を、予め定められたビット列論理構成（２ビット−３ビット−２ビット−２ビット）に基づいて分解することにより、複数の論理識別子ＬＩ（ＬＩ１，ＬＩ２，ＬＩ３，ＬＩ４）を取得する。

地理情報特定部１２８は、論理識別子取得部１２６が取得した論理識別子ＬＩを有する地理情報要素ＧＥが地理情報ＧＩ（記憶部１４０）内に存在するか否かを判定する（S130）。論理識別子ＬＩが地理情報ＧＩに含まれる場合（S130；YES）、地理情報特定部１２８は、論理識別子ＬＩに対応するセルＣａの地理情報要素ＧＥ１を記憶部１４０から読み出す（S140）。結果として、本例では、セルＣａが形成される位置には「遊園地Ａ」が存在するという情報、およびセルＣａが形成される位置の緯度経度の情報（北緯35.6、東経139.9
）が取得される。取得された情報は任意に使用され得る。例えば、取得された情報がユーザ装置１００のディスプレイに表示される。

一方、論理識別子ＬＩが地理情報ＧＩに含まれない場合（S130；NO）、地理情報特定部１２８は、論理識別子取得部１２６が取得した論理識別子ＬＩを有するＧＥが存在しないと判定する（S150）。

１（４）． 本実施形態の効果
以上の構成によれば、新セルのセル識別子から取得された複数の論理識別子ＬＩに基づいて、それら複数の論理識別子ＬＩに対応する新セルの地理情報（地理情報要素ＧＥ）が読み出される。したがって、ユーザ装置１００が滞在する場所（セルＣ）の地理的特徴が適切に特定される。

２． 第２実施形態
本発明の第２実施形態を以下に説明する。以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。

２（１）． 基地局の構成
図８は、第２実施形態に係るユーザ装置１００の構成を示すブロック図である。第２実施形態の制御部１２０は、さらに、バタツキ判定部１３０と地理情報更新部１３２とを備える。バタツキ判定部１３０は、１つのセルＣへの滞在の開始および終了が繰り返されるバタツキ状態が発生しているか否かを判定する。地理情報更新部１３２は、地理情報ＧＩを更新する。

２（２）． 地理的情報の更新動作
図９は、第２実施形態に係る地理的情報の更新動作を示すフローチャートである。概略的に説明すると、バタツキが発生している場合には、バタツキ関係にある複数のセルＣにおいて、地理的特徴を示す情報が共有される。

セル滞在検出部１２２は、第１実施形態と同様に、ユーザ装置１００が滞在するセルＣが変更されたか否かを判定する（S100）。滞在セルが変更されたと判定されると（S100；YES）、バタツキ判定部１３０は、バタツキ状態が発生しているか否かを判定する（S210）。ステップS210における判定基準は任意に定められる。たとえば、あるセルＣへの直近の滞在終了時刻と、そのセルＣへの今回の滞在開始時刻との差分が閾値以内である場合に、バタツキ判定部１３０は、セルＣについてバタツキ状態が発生していると判定する（S210；YES）。

ステップS210においてバタツキ状態が発生していると判定されると、地理情報更新部１３２は、元セルおよび新セルの地理情報要素ＧＥを記憶部１４０から取得する（S220）。元セルの地理情報要素ＧＥが地理情報ＧＩ内に存在する場合であって、新セルの地理情報要素ＧＥが地理情報ＧＩ内に存在しない場合（S230；YESかつS240；NO）、地理情報更新部１３２は、元セルの地理情報要素ＧＥが示す地理的特徴を含む地理情報要素ＧＥを生成し、新セルの地理情報要素ＧＥとして地理情報ＧＩ（記憶部１４０）に記憶する（S250）。

図１０は、新たに生成される新セルの地理情報要素ＧＥの例を示す図である。図１０においては、地理情報要素ＧＥ３に対応するセルＣが元セルであり、地理情報要素ＧＥ４に対応するセルＣが新セルである。地理情報更新部１３２は、ステップS250において、元セルの地理情報要素ＧＥ３が示す地理的特徴（場所情報および緯度経度情報）および新セルに対応する複数の論理識別子ＬＩを含む地理情報要素ＧＥ４を生成し、地理情報ＧＩ（記憶部１４０）に記憶する。

２（３）． 本実施形態の効果
以上の構成によれば、バタツキ状態が発生している場合において、バタツキ状態にある１つのセルについて既に取得されている地理的特徴が、バタツキ状態にある他のセルの地理的特徴として記憶される。したがって、ユーザ装置１００が滞在する場所（セルＣ）の地理的特徴がより適切に特定されるようになる。

３． 変形例
以上の実施形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以上の実施の形態および以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。

３（１）． 変形例１
以上の実施形態においては、複数の論理識別子ＬＩが地理情報ＧＩ（記憶部１４０）に記憶され、セルＣの識別に用いられる。しかしながら、図１１に示される地理情報ＧＩのように、セル識別子自体が地理情報ＧＩ（記憶部１４０）に記憶され、セルＣの識別に用いられてもよい。本変形例の構成が採用される場合、地理的情報の特定動作（第１実施形態）および地理的情報の更新動作（第２実施形態）において、複数の論理識別子ＬＩに変えてセル識別子が用いられる。なお、セル識別子と複数の論理識別子ＬＩとが併用されてもよい。

３（２）． 変形例２
以上の実施形態においては、ユーザ装置１００がセル滞在検出部１２２、セル情報取得部１２４、論理識別子取得部１２６、地理情報特定部１２８、バタツキ判定部１３０、地理情報更新部１３２、および記憶部１４０（地理情報ＧＩ）を備える。しかしながら、以上の要素の少なくともいずれかがネットワークＮＷ側の装置（例えば、基地局２００、専用サーバ装置）に備えられてもよい。

例えば、記憶部１４０がネットワークＮＷ側の装置に備えられてもよい。セル情報取得部１２４、論理識別子取得部１２６、地理情報特定部１２８、および記憶部１４０がネットワークＮＷ側の装置に備えられてもよい。すなわち、本発明を実施するための要素の各々は、無線通信システムＣＳの任意の箇所に配置され得る。

３（３）． 変形例３
ステップS110において、新セルの論理識別子ＬＩ以外の情報がさらに取得されてもよい。例えば、事業者コードおよびロケーションエリアコードがさらに取得されてもよい。その場合、ステップS130の判定において、取得された論理識別子ＬＩ、事業者コード、およびロケーションエリアコードを有する地理情報要素ＧＥが存在するか否かが判定されてもよい。

３（４）． 変形例４
ステップS130において、論理識別子取得部１２６がステップS120で取得した複数の論理識別子ＬＩのうち一部の論理識別子ＬＩを有する地理情報要素ＧＥが地理情報ＧＩ（記憶部１４０）内に存在するか否かを、地理情報特定部１２８が判定してもよい。例えば、取得された第１論理識別子ＬＩ１乃至第４論理識別子ＬＩ４のうち、第３論理識別子ＬＩ３を有する地理情報要素ＧＥが地理情報ＧＩに含まれるか否かが判定されてもよい。

以上の構成によれば、無線通信システムＣＳにおいて定義される複数の論理識別子ＬＩのうち、一部の論理識別子ＬＩに関する情報のみが地理情報ＧＩ（記憶部１４０）に記憶される場合であっても、ユーザ装置１００が滞在する場所（セルＣ）の地理的特徴が適切に特定され得る。

３（５）． 変形例５
ユーザ装置１００が記憶部１４０を備える場合、記憶部１４０の地理情報ＧＩ（地理情報要素ＧＥ）が、ネットワークＮＷ側の装置から更新されてもよい。また、ユーザからの入力に基づいて地理情報ＧＩ（地理情報要素ＧＥ）が更新されてもよい。

３（６）． 変形例６
ユーザ装置１００は基地局２００と無線通信が可能な任意の装置である。ユーザ装置１００は、例えば、フィーチャーフォンまたはスマートフォン等の携帯電話端末でもよく、デスクトップ型パーソナルコンピュータでもよく、ノート型パーソナルコンピュータでもよく、ＵＭＰＣ（Ultra-Mobile Personal Computer）でもよく、携帯用ゲーム機でもよく、その他の無線端末でもよい。

３（７）． 変形例７
無線通信システムＣＳ内の各要素（ユーザ装置１００、基地局２００）においてＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。

１００……ユーザ装置、１１０……無線通信部、１２０……制御部、１２２……セル滞在検出部、１２４……セル情報取得部、１２６……論理識別子取得部、１２８……地理情報特定部、１３０……バタツキ判定部、１３２……地理情報更新部、１４０……記憶部、２００……基地局、２１０……無線通信部、２２０……ネットワーク通信部、２３０……制御部、Ｃ（Ｃａ，Ｃｂ）……セル、ＣＳ……無線通信システム、ＧＥ……地理情報要素、ＧＩ……地理情報、ＬＩ……論理識別子、ＮＷ……ネットワーク。

Claims (4)

1. 各々が、セル識別子によって識別されるセルを形成する複数の基地局と、
   各々が、前記セルが形成される位置の地理的特徴を示す複数の地理情報要素を記憶する地理情報記憶部と、
   第１セルに滞在していたユーザ装置が、前記第１セルとは異なる第２セルへの滞在を開始することを検出するセル滞在検出部と、
   前記セル滞在検出部が前記第２セルへの滞在の開始を検出した場合に、前記第２セルに対応する第２セル識別子を取得するセル情報取得部と、
   前記第２セル識別子に基づいて、当該第２セル識別子に対応する前記第２セルの地理情報要素を前記地理情報記憶部から読み出す地理情報特定部と、
   前記第２セルへの滞在の開始および終了が繰り返されるバタツキ状態が生じているか否かを判定するバタツキ判定部と、
   前記第２セルと他セルとの間で前記バタツキ状態が生じていると前記バタツキ判定部が判定した場合であって、前記他セルの地理情報要素が前記地理情報記憶部に記憶されていないときに、前記第２セルの地理情報要素が示す地理的特徴を含む地理情報要素を、前記他セルの地理情報要素として前記地理情報記憶部に記憶する地理情報更新部と
   を備える
   無線通信システム。
2. 前記セル情報取得部が取得した前記第２セル識別子に基づいて、前記第２セル識別子に対応する複数の論理識別子を取得する論理識別子取得部をさらに備え、
   前記地理情報特定部は、
   前記論理識別子取得部が取得した１以上の論理識別子に基づいて、当該論理識別子に対応する前記第２セルの地理情報要素を前記地理情報記憶部から読み出す
   請求項１の無線通信システム。
3. 前記論理識別子取得部は、
   前記セル情報取得部が取得した前記第２セル識別子を、予め定められたビット列論理構成に基づいて分解することにより複数の前記論理識別子を取得する
   請求項２の無線通信システム。
4. 各々が、セル識別子によって識別されるセルを形成する複数の基地局と、
   各々が、前記セルが形成される位置の地理的特徴を示す複数の地理情報要素を記憶する地理情報記憶部とを備える無線通信システムにおける情報特定方法であって、
   第１セルに滞在していたユーザ装置が、前記第１セルとは異なる第２セルへの滞在を開始することを検出することと、
   前記第２セルへの滞在の開始が検出された場合に、前記第２セルに対応する第２セル識別子を取得することと、
   取得された前記第２セル識別子に基づいて、当該第２セル識別子に対応する前記第２セルの地理情報要素を前記地理情報記憶部から読み出すことと、
   前記第２セルへの滞在の開始および終了が繰り返されるバタツキ状態が生じているか否かを判定することと、
   前記第２セルと他セルとの間で前記バタツキ状態が生じていると判定した場合であって、前記他セルの地理情報要素が前記地理情報記憶部に記憶されていないときに、前記第２セルの地理情報要素が示す地理的特徴を含む地理情報要素を、前記他セルの地理情報要素として前記地理情報記憶部に記憶することと
   を備える情報特定方法。

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